WO2024095931A1 - レンズアレイ - Google Patents

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lens
lens array
reflection film
binder
lenses
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PCT/JP2023/038981
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裕明 加藤
瑞穂 小用
和友 森山
一石 三谷
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a lens array.
  • lens arrays are used for image reading.
  • Patent Document 1 describes a laminated lens array unit for a compound eye optical system.
  • This laminated lens array unit includes a first lens array, a second lens array, and a positioning unit.
  • Each of the first lens array and the second lens array has a rectangular outline when viewed from the optical axis direction, and has a plurality of lens elements arranged two-dimensionally.
  • the first lens array and the second lens array are stacked in the optical axis direction.
  • the positioning unit is provided in an enclosing area that surrounds the plurality of lens elements along the edge of the first lens array and the edge of the second lens array.
  • the positioning unit has a first abutment portion arranged on the first lens array side, and a second abutment portion arranged on the second lens array side and facing the first abutment portion, and has a predetermined tapered surface.
  • This makes it possible to regulate the planar direction and the rotational direction around the axis perpendicular to the planar direction required for the lens array without applying stress to the lens array. Therefore, assembly can be performed with high precision while maintaining high optical performance.
  • the structure between adjacent lens elements in the lens array can be simplified, allowing for high-precision molding and making it easier to ensure a wide effective area for the lens elements.
  • the lens array unit described in Patent Document 1 is not expected to be used in equipment that inspects for defects using reflected light from transported objects. When using a lens array in such equipment, it is considered to be advantageous for the lens array to be compatible with various measurement wavelengths, depending on the object being inspected.
  • the present invention provides a lens array that is advantageous in terms of the range of measurement wavelengths that can be handled by equipment that inspects for defects using reflected light from transported objects to be inspected.
  • the present invention relates to A lens array used in an apparatus for inspecting the presence or absence of defects by using reflected light from an object being transported, a plurality of lenses arranged in a first direction that is a transport direction of the object to be inspected and in a second direction perpendicular to the transport direction, the lenses focusing the reflected light;
  • An adhesive portion that fixes the lenses together;
  • a housing that houses the lenses and the adhesive portion;
  • the antireflection film includes fine particles having a refractive index equal to or lower than that of the lens, and a binder, and is disposed in contact with at least one surface selected from the group consisting of a first surface of the lens onto which the reflected light is incident and a second surface of the lens from which the light incident on the first surface is emitted,
  • the binder adheres the particulates to the first surface or the second surface.
  • a lens array is provided.
  • the lens array described above is advantageous in terms of the range of measurement wavelengths that can be handled by equipment that inspects for defects using reflected light from transported objects to be inspected.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a lens array according to the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the refractive index distribution of a lens.
  • FIG. 3 is a side view showing an example of the lens shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of an inspection device including the lens array shown in FIG.
  • FIG. 5A is an FE-SEM photograph showing a cross section of the antireflection film of the lens array according to Example 1.
  • FIG. 5B is an FE-SEM photograph showing a cross section of the antireflection film of the lens array according to Example 6.
  • FIG. 5C is an FE-SEM photograph showing a cross section of the antireflection film of the lens array according to Example 7.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a cross section of an anti-reflection film of a lens array according to an eighth embodiment.
  • the lens array 1a includes a plurality of lenses 11, an adhesive portion 12, and a housing 15.
  • the lens array 1a is used in an apparatus that inspects the presence or absence of defects by using reflected light from an object being transported.
  • the lenses 11 are arranged in a first direction (y-axis direction) that is the transport direction of the object being transported, and a second direction (x-axis direction) perpendicular to the transport direction.
  • the lenses 11 focus the reflected light from the object being transported.
  • the adhesive portion 12 fixes the lenses 11 together.
  • the housing 15 houses the lenses 11 and the adhesive portion 12.
  • the lenses 11 have a working distance L 1 of, for example, 5 mm or more.
  • Lens arrays are often used for image reading and other purposes.
  • a lens array is used in a device that inspects the presence or absence of defects using reflected light from a transported object to be inspected, foreign matter originating from the transported object to be inspected is likely to adhere to the surface of the lens array. For this reason, such devices may require regular or irregular maintenance of the device. In this case, if the distance between the lens array and the object to be inspected is small, it is difficult to ensure sufficient space for equipment maintenance.
  • the lens 11 has a working distance of 5 mm or more. For this reason, when the lens array 1a is used in a device that inspects the presence or absence of defects using reflected light from a transported object to be inspected, the distance between the lens array 1a and the object to be inspected is likely to be large, and sufficient space for equipment maintenance is likely to be ensured.
  • the working distance L1 of the lens 11 is preferably 8 mm or more, more preferably 10 mm or more, even more preferably 15 mm or more, particularly preferably 20 mm or more, and particularly preferably 25 mm or more.
  • the working distance L1 is, for example, 60 mm or less, may be 55 mm or less, or may be 50 mm or less.
  • the lens 11 is, for example, a gradient index lens.
  • OP is an object plane
  • IP is an image plane
  • TC is a conjugate length
  • Z is a lens length
  • X0 is a field radius
  • ⁇ C is an aperture angle.
  • L0 is the distance between the image plane IP and the lens 11 when the value of the modulation transfer function (MTF) is maximum.
  • the lens array 1a constitutes, for example, a substantially erect life-size imaging system, and the working distance L1 is substantially equal to the distance L0 .
  • the conjugate length TC is, for example, 35 mm to 160 mm, preferably 40 mm to 150 mm, and more preferably 48 mm to 100 mm.
  • the relationship TC L 1 +Z+L 0 holds.
  • the aperture angle ⁇ C is, for example, 3° to 22°, and preferably 4° to 12°.
  • the lens 11 is, for example, a rod lens, and the central axis of the lens 11 extends in the optical axis direction of the lens 11. As shown in Fig. 2, the lens 11 has a refractive index distribution in its radial direction.
  • n0 is the refractive index at the central axis of the lens 11
  • r is the distance [mm] from the central axis of the lens 11 in the radial direction of the lens 11.
  • the refractive index n(r) of the lens 11 at the distance r is expressed by the following formula (1).
  • g is the refractive index distribution constant [mm -1 ] of the lens 11.
  • n(r) 2 n 0 2 ⁇ 1 - (g ⁇ r) 2 ⁇ Equation (1)
  • the refractive index distribution constant of the lens 11 is, for example, 0.06 mm -1 to 0.48 mm -1 , and preferably 0.08 mm -1 to 0.26 mm -1 .
  • the lens 11 may be made of resin or glass.
  • the resin forming the lens 11 include light-transmitting acrylic resin, polycarbonate resin, polyolefin resin, and silicone resin.
  • the center of the lens 11 has, for example, the following composition.
  • the working distance L1 tends to be large, and the working distance L1 tends to be a desired value.
  • the center of the lens 11 is, for example, a portion that forms the optical axis of the lens 11.
  • the lens 11 can be produced, for example, by a method including the following steps (I) and (II).
  • a glass wire having the above composition is prepared.
  • a glass wire is immersed in a molten salt containing a second alkali metal element R different from the first alkali metal element Q contained in the above composition, and an ion exchange treatment is performed between the first alkali metal element Q in the glass wire and the second alkali metal element R in the molten salt, thereby forming a refractive index distribution in the glass wire.
  • step (II) for example, the glass wire is placed in the molten salt inside the container and immersed in the molten salt for a predetermined time.
  • the molten salt for example, at least one of potassium nitrate and sodium nitrate is melted.
  • the cations of the first alkali metal element Q such as Li (lithium)
  • the cations of the second alkali metal element R such as Na (sodium)
  • 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 controlled.
  • a concentration distribution of specific monovalent cations occurs inside the glass wire, and a lens 11 having a refractive index distribution as shown in FIG. 2 is obtained according to this concentration distribution. Note that almost no ion exchange occurs in the center of the glass wire, so the center of the lens 11 has the initial composition of the glass wire. Therefore, the center of the lens 11 has the above composition.
  • the lenses 11 are arranged in a plurality of rows in the second direction (x-axis direction), for example.
  • the number of rows of the lenses 11 formed in the second direction may be two, or may be three or more.
  • the rows of the lenses 11 adjacent to each other in the first direction are formed such that the central axes of the lenses 11 are shifted in the second direction, for example.
  • the adhesive portion 12 fills the gaps between the lenses 11. This integrates the lenses 11 together.
  • the adhesive portion 12 contains, for example, a resin and is colored black.
  • the housing 15 is not limited to a specific configuration as long as it can accommodate multiple lenses 11 and adhesive parts 12.
  • the housing 15 includes, for example, a pair of plate materials aligned in a first direction and a pair of plate materials aligned in a second direction, and is formed as a frame made of these plate materials.
  • plate materials include, for example, fiber reinforced plastic (FRP).
  • the lens array 1a further includes, for example, an anti-reflection film 20.
  • the anti-reflection film 20 is arranged, for example, in contact with at least one selected from the group consisting of the first surface 11a and the second surface 11b.
  • the first surface 11a is the surface of the lens 11 on which reflected light from an object being transported is incident.
  • the second surface 11b is the surface of the lens 11 from which the light incident on the first surface 11a is emitted.
  • the working distance L 1 of the lens 11 is 5 mm or more, the image obtained by the lens 11 is not likely to be bright, and the amount of light incident on an imaging element such as a Charge Coupled Device (CCD) used in the above-mentioned device to inspect the presence or absence of defects in the object to be inspected is likely to be low.
  • CCD Charge Coupled Device
  • the brightness may decrease by about 30%. Therefore, for example, it is possible to increase the brightness of the light source for generating reflected light from the object to be inspected.
  • the lens array 1a is provided with the anti-reflection film 20, the reflected light from the object to be inspected is suppressed from being re-reflected on the first surface 11a and the second surface 11b of the lens 11. As a result, even if the brightness of the light source is not increased, a bright image is easily obtained by the lens 11, and the amount of light incident on the imaging element is unlikely to be low.
  • the anti-reflection film 20 may be disposed in contact with only the first surface 11a, may be disposed in contact with only the second surface 11b, or may be disposed in contact with both the first surface 11a and the second surface 11b.
  • the anti-reflection film 20 is not limited to a specific form, so long as it can increase the amount of light emitted from the second surface 11b compared to a case in which the anti-reflection film 20 is not formed.
  • the anti-reflection film 20 includes fine particles 21 and a binder 22, as shown in FIG. 3.
  • the fine particles 21 have a refractive index equal to or lower than that of the lens 11.
  • the refractive index of the lens 11 is the maximum value of the refractive index of the lens 11, for example, the refractive index at the center of the lens 11.
  • the binder 22 bonds the fine particles 21 to the first surface 11a or the second surface 11b.
  • the desired anti-reflection characteristics are likely to be exhibited not only when the measurement wavelength belongs to the visible light region but also when the measurement wavelength belongs to the near-infrared region, and the amount of light emitted from the second surface 11b can be increased.
  • the anti-reflection film 20 is likely to exhibit the desired anti-reflection characteristics even if it is formed to have a relatively simple structure such as a single layer structure.
  • a vacuum process or high-temperature treatment is not required, which can prevent the influence of such processes or treatments on the lens 11, and the manufacturing cost of the lens array 1a is likely to be low.
  • One possible method for forming an anti-reflection coating on a lens is to form an optical interference film, which is a dielectric multilayer film, by methods such as vacuum deposition, sputtering, and chemical vapor deposition (CVD).
  • an optical interference film which is a dielectric multilayer film
  • CVD chemical vapor deposition
  • the reflectance increases rapidly outside the design wavelength range, and there is a limit to the anti-reflection effect over a wide wavelength range.
  • this method requires processing such as a vacuum process or heating at high temperatures, and there is a possibility that the resin contained in the lens array 1a may foam during the vacuum process. For this reason, it is difficult to say that it is realistic to form a dielectric optical interference film as an anti-reflection coating on the lens 11.
  • the surface layer of the anti-reflection film 20 is unevenly formed by the fine particles 21. This forms a low refractive index portion 25a that has a refractive index lower than that of the lens 11. With this configuration, the anti-reflection film 20 is more likely to exhibit the desired anti-reflection characteristics over a wide wavelength range.
  • the anti-reflection film 20 includes, for example, a base 25b between the low refractive index portion 25a and the lens 11 in the thickness direction of the anti-reflection film 20.
  • the binder 22 forms a layer between the fine particles 21 in the base 25b.
  • the low refractive index portion 25a is a portion of the anti-reflection film 20 other than the base 25b.
  • the content of the binder 22 in the base 25b is higher than the content of the binder 22 in the low refractive index portion 25a on a mass basis. This makes it easier for the anti-reflection film 20 to exhibit the desired anti-reflection performance, and the anti-reflection film 20 is less likely to peel off from the lens 11.
  • the anti-reflection film 20 may come into contact with other objects.
  • the content of the binder 22 in the base 25 is higher than the content of the binder 22 in the low refractive index portion 25a, the bonding strength of the anti-reflection film 20 to the lens 11 is likely to be high.
  • the anti-reflection film 20 contains, for example, silicon atoms, and between the anti-reflection film 20 and the lens 11, bonds involving silicon atoms, such as Si-O-Si bonds, are formed. With this configuration, the bonding strength of the anti-reflection film 20 to the lens 11 is likely to be higher. If the lens 11 is made of glass, silanol groups may be present on the surface of the lens 11. Therefore, a condensation reaction between the silanol groups on the surface of the lens 11 and the silanol groups contained in the anti-reflection film 20 may form bonds involving silicon atoms, such as Si-O-Si bonds. If the lens 11 is made of resin, the surface of the lens 11 may be treated with a primer. As a result, bonds involving silicon atoms, such as Si-O-Si bonds, may be formed between the lens 11 and the anti-reflection film 20.
  • the components contained in the microparticles 21 are not limited to a specific component.
  • the microparticles 21 are mainly composed of silica, for example.
  • the main component is the component that is contained in the largest amount by mass. Bonds involving silicon atoms, such as Si-O-Si bonds, are formed between the microparticles 21 and the binder 22. With this configuration, the bonding strength of the anti-reflection film 20 to the lens 11 is likely to be higher. The bonding strength between the microparticles 21 and the binder 22 is higher, and the microparticles 21 are less likely to come off the anti-reflection film 20. As a result, the bonding strength of the anti-reflection film 20 to the lens 11 is likely to be higher.
  • the average particle size of the particles 21 is not limited to a specific value.
  • the average particle size of the particles 21 is, for example, 80 to 600 nm. This makes it easier to adjust the size of the unevenness formed in the low refractive index portion 25a of the anti-reflection film 20 to a desired range, and makes it easier to improve the anti-reflection performance of the anti-reflection film 20.
  • the average particle size of the particles 21 is determined, for example, by observing the cross section of the anti-reflection film 20 using a scanning electron microscope (SEM).
  • the average particle size of the particles 21 is preferably 100 nm to 500 nm, more preferably 100 nm to 300 nm, even more preferably 100 nm to 200 nm, and particularly preferably more than 100 nm and 150 nm or less.
  • the shape of the fine particles 21 is, for example, a spherical particle. This makes it easier for the unevenness in the low refractive index portion 25a of the anti-reflection film 20 to be uniformly formed along the first surface 11a or the second surface 11b, and makes it easier for the anti-reflection performance of the anti-reflection film 20 to be improved.
  • spherical means a shape in which, when the fine particles 21 are observed with an SEM, the ratio (Dl/Ds) of the minimum diameter (Ds) of the fine particles 21 to the maximum diameter (Dl) of the fine particles 21 is 1.5 or less.
  • the particles 21 are arranged, for example, so as to cover the entire first surface 11a or the second surface 11b.
  • the particles 21 are arranged to form a single layer.
  • those particles 21 can be considered to form a single layer.
  • the particles 21 may be arranged to form multiple layers.
  • those particles 21 can be considered to form multiple layers.
  • the fine particles 21 are, for example, solid particles.
  • the anti-reflective film 20 is likely to have the desired mechanical strength. Since the anti-reflective film 20 may come into contact with other objects during maintenance of the above-mentioned equipment, it is advantageous for the anti-reflective film 20 to have high mechanical strength in terms of suppressing deterioration of the anti-reflective performance of the anti-reflective film 20 despite equipment maintenance.
  • the content of the fine particles 21 in the anti-reflection film 20 is not limited to a specific value.
  • the content is, for example, 35% to 90% by mass.
  • the fine particles 21 are more likely to be arranged in the desired state in the anti-reflection film 20, and the anti-reflection performance of the anti-reflection film 20 is more likely to be improved.
  • the content of the fine particles 21 in the anti-reflection film 20 is preferably 40% to 90%, and more preferably 45% to 85%.
  • the thickness of the anti-reflection film 20 is not limited to a specific value.
  • the thickness of the anti-reflection film 20 is, for example, 80 nm to 800 nm. In this case, the anti-reflection performance of the anti-reflection film 20 is likely to be high.
  • the thickness of the anti-reflection film 20 is preferably 100 nm to 500 nm, and more preferably more than 100 nm to 150 nm or less.
  • the thickness of the anti-reflection film 20 can be determined, for example, as the product of the average value of the distance from the first surface 11a or the second surface 11b in the thickness direction of the anti-reflection film 20 to the outermost convex portion of the unevenness of the surface layer of the anti-reflection film 20 and the packing rate of the fine particles 21 in a unit distance.
  • the unit distance is, for example, a distance equivalent to an integer multiple (for example, 10 times) of the average particle diameter of the fine particles 21.
  • the packing rate is a value obtained by dividing the number of convex portions included in the unit distance by an integer multiple of the average particle diameter of the fine particles 21 corresponding to that unit distance.
  • the thickness of the anti-reflection film 20 can be determined by observing the cross section of the anti-reflection film 20 with a SEM.
  • the ratio of the average particle size of the microparticles 21 to the thickness of the anti-reflection film 20 is not limited to a specific value.
  • the ratio is, for example, 0.3 to 1, preferably 0.5 to 1, and more preferably 0.8 to 1.
  • the thickness of the base 25b in the anti-reflection film 20 is not limited to a specific value.
  • the thickness of the base 25b is, for example, the arithmetic average of the thicknesses of the base 25b at the points where the thickness of the anti-reflection film 20 described above is determined.
  • the thickness of the base 25b is, for example, 10 nm to 300 nm, preferably 10 nm to 200 nm, and more preferably 10 nm to 70 nm.
  • the thickness of the low refractive index portion 25a in the anti-reflection film 20 is not limited to a specific value.
  • the thickness of the low refractive index portion 25a is determined, for example, by subtracting the thickness of the base portion 25b from the thickness of the anti-reflection film 20 determined as described above.
  • the thickness of the low refractive index portion 25a is, for example, 30 nm to 600 nm, preferably 35 nm to 500 nm, more preferably 40 nm to 300 nm, even more preferably 40 nm to 200 nm, and particularly preferably 40 nm to 130 nm.
  • the ratio of the thickness of the low refractive index portion 25a to the thickness of the base portion 25b is not limited to a specific value. This ratio is, for example, 1 to 8. With this configuration, the bonding strength of the anti-reflection film 20 to the lens 11 tends to be higher. This ratio is preferably 1 to 7, and more preferably 1 to 6.
  • the components contained in the binder 22 are not limited to specific components.
  • the binder 22 contains, for example, silica as a main component.
  • the binder 22 may contain only silica, may contain a hydrophobic group, or may contain an aluminum compound.
  • the binder content in the anti-reflection film 20 is not limited to a specific value.
  • the content is, for example, 5% to 64% by mass.
  • the unevenness of the surface layer of the anti-reflection film 20 is likely to be formed in a desired state, and the anti-reflection performance of the anti-reflection film 20 is likely to be improved.
  • the base 25b is likely to be formed over the entire anti-reflection film 20, and the bonding strength of the anti-reflection film 20 to the lens 11 is likely to be higher.
  • the binder content in the anti-reflection film 20 is preferably 10% to 60%, and more preferably 15% to 55%.
  • the anti-reflective performance of the anti-reflective film 20 is likely to be higher.
  • this content is preferably 10% to 35%, and more preferably 15% to 35%.
  • the binder content in the anti-reflective film 20 is 35% to 64%, the bonding strength of the anti-reflective film 20 to the lens 11 is likely to be higher, and the anti-reflective film 20 is likely to have high durability.
  • the anti-reflective film 20 is likely to have high scratch resistance. From the viewpoint of scratch resistance, this content is preferably 35% to 60%, more preferably 35% to 50%, and even more preferably 35% to 40%.
  • the anti-reflective film 20 has a pencil hardness of HB or more at which the anti-reflective film 20 remains when scratched with a pencil under specified conditions. This pencil hardness is preferably H or more, and more preferably 2H or more.
  • the anti-reflection film 20 When the bonding strength of the anti-reflection film 20 to the lens 11 is high, the anti-reflection film 20 is likely to have excellent peel resistance.
  • the lens array 1a can be used in an instrument that inspects the presence or absence of defects by using reflected light from a transported inspection object. Such an instrument may require space for maintenance. Even if the lens working distance L 1 is equal to or greater than a predetermined value, as in the lens array 1a, it is not always possible to secure a sufficient space for maintenance of the instrument. For this reason, it is particularly advantageous that the anti-reflection film 20 imparts high scratch resistance or peel resistance to the lens 11, considering contact between the lens array and other objects during maintenance of the instrument.
  • the silica contained in the binder 22 originates, for example, from a hydrolyzable silicon compound or a hydrolyzate of a hydrolyzable silicon compound added to the coating liquid for forming the anti-reflection film 20.
  • the hydrolyzable silicon compound includes, for example, a compound shown in the following formula (Ia).
  • X is at least one selected from the group consisting of an alkoxyl group, an acetoxy group, an alkenyloxy group, an amino group, and a halogen atom.
  • the hydrolyzable silicon compound includes an oligomer of a hydrolyzable silicon compound. The oligomer is formed by condensing, for example, about 2 to 200 molecules of the same type.
  • a hydrolyzable silicon compound such as silicon alkoxide
  • silicon alkoxide examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and tetraisopropoxysilane. These hydrolyzable silicon compounds are hydrolyzed and condensed by the so-called sol-gel method to form the binder 22.
  • the hydrolysis of the hydrolyzable silicon compound can be carried out as appropriate, but is preferably carried out in a solution in which the fine particles 21 are present. This is because the condensation polymerization reaction between the silanol groups present on the surface of the fine particles 21 and the silanol groups generated by hydrolysis of the hydrolyzable silicon compound, such as silicon alkoxide, is promoted, and the proportion of the binder 22 that contributes to improving the binding strength of the fine particles 21 increases. It is preferable to prepare a coating liquid by sequentially adding a hydrolysis catalyst and a silicon alkoxide while stirring a solution containing the fine particles 21.
  • the silicon alkoxide may be a monomer or an oligomer.
  • an acid or a base can be used as the hydrolysis catalyst, it is preferable to use an acid, particularly an acid with a large degree of ionization in an aqueous solution.
  • an acid with an acid dissociation constant pKa meaning the first acid dissociation constant when the acid is a polybasic acid
  • suitable acids include volatile inorganic acids such as hydrochloric acid and nitric acid, organic acids such as trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid, and polybasic acids such as maleic acid, phosphoric acid, and oxalic acid.
  • Acidic solutions are better than basic solutions in that they disperse silica particles better and also provide excellent stability for the coating solution. Furthermore, the chloride ions derived from hydrochloric acid increase the concentration of chloride ions in the coating solution, which can further enhance the effects of aluminum chloride when it is added to the coating solution.
  • the content of the hydrophobic groups in the anti-reflection film 20 is not limited to a specific value.
  • the content of the hydrophobic groups is, for example, 0 to 10% by mass. With this configuration, dirt adhering to the anti-reflection film 20 is easily removed.
  • the content of the hydrophobic groups contained in the binder 22 in the anti-reflection film 20 is preferably 0.2% to 10%, and more preferably 0.2% to 8%.
  • the hydrophobic group contained in the binder 22 is preferably derived from a hydrolyzable silicon compound or a hydrolyzate of a hydrolyzable silicon compound having a hydrophobic group directly bonded to silicon, which is added to the coating liquid for forming the anti-reflection film 20.
  • the hydrolyzable silicon compound includes, for example, a compound shown in the following formula (IIa).
  • the hydrolyzable group Y is preferably at least one selected from the group consisting of an alkoxyl group, an acetoxy group, an alkenyloxy group, an amino group, and a halogen atom.
  • the hydrophobic group R is preferably a linear or cyclic alkyl group having 1 to 30 carbon atoms in which at least a portion of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, more preferably a linear alkyl group, even more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a methyl group.
  • the content of the aluminum compound in the anti-reflection film 20 is not limited to a specific value.
  • the content is, for example, 0 to 7% by mass, calculated by converting the aluminum compound into Al2O3 .
  • the chemical durability of the anti-reflection film 20 is likely to be high. Therefore, the anti-reflection film 20 is likely to have the desired chemical resistance, particularly the desired alkali resistance. As a result, the range of objects that can be inspected using the lens array 1a is likely to be widened.
  • the content of the aluminum compound in the anti-reflection film 20 is preferably 2 to 7%, and more preferably 4 to 7%.
  • a device 2a equipped with a lens array 1a can be provided.
  • the device 2a is a device that inspects the presence or absence of defects by using reflected light from the transported object T.
  • the device 2a is equipped with a reading device 71, an illumination device 72, a controller 73, an output device 74, a transport device 75, and a transport control device 76.
  • the lens array 1a is arranged inside the reading device 71.
  • the transport device 75 is, for example, a belt conveyor.
  • the transport device 75 may be a transport device compatible with the roll-to-roll method.
  • the transport device 75 transports the object T to be inspected, such as a printed circuit board, textile, film, and paper.
  • the transport control device 76 is a digital computer for controlling the transport device 75, and outputs a control signal to the transport device 75 for adjusting the transport speed of the transport device 75.
  • the reading device 71 and the illumination device 72 are arranged, for example, above the transport device 75, and the object T to be inspected passes directly below the reading device 71 by the transport device 75.
  • the reading device 71 and the lighting device 72 are arranged so that the reflected light generated by the light emitted from the lighting device 72 being reflected by the object to be inspected T is focused on the lens array 1a. As a result, the reading device 71 obtains image data of the object to be inspected T.
  • the controller 73 is a digital computer for forming image data of the object to be inspected T.
  • the controller 73 When the object to be inspected T passes directly under the reading device 71, the controller 73 continuously obtains image information from the reading device 71. In addition, the controller 73 obtains transport position information of the object to be inspected T from the reading device 71. The controller 73 performs calculation processing based on the image information obtained from the reading device 71 and the transport position information obtained from the transport control device 76, and forms two-dimensional image information. The formed two-dimensional image information is compared with information characterizing defects such as foreign bodies, cracks, and pinholes that are stored in advance in the controller 73. As a result, the controller 73 specifies the presence or absence of defects in the object to be inspected T, the number of defects, and the positions of the defects. The controller 73 may determine the quality of the inspection object T based on the comparison result.
  • the output device 74 is, for example, a monitor, and displays the two-dimensional image information formed by the controller 73.
  • the numerical values in Table 1 indicate mol %.
  • the glass melt according to Reference Example 1 was spun into a fiber shape, and the obtained glass fiber was cut to a predetermined length, and the cut surface was polished. Thus, a glass strand according to Reference Example 1 was obtained.
  • the diameter (wire diameter) of the glass strand was 1000 ⁇ m.
  • each glass strand was immersed in a sodium nitrate molten salt heated to near the glass transition temperature of the glass composition constituting each glass strand, and an ion exchange treatment was performed. Thus, a refractive index distribution was formed in each glass strand.
  • Table 2 shows the working distance L 1 , lens length Z, conjugate length TC, field radius X 0 , aperture angle ⁇ C , refractive index distribution constant g [mm ⁇ 1 ], and refractive index n 0 at the central axis of the lens.
  • a pair of rectangular FRP flat plates arranged parallel to each other were used to arrange the multiple lenses according to Reference Example 1 in two rows along the longitudinal direction of the flat plates at intervals of 1 mm so that they were parallel to each other.
  • a black-colored adhesive resin was filled between the flat plates and cured to fix the multiple lenses.
  • both ends of each lens were cut and both end faces were polished.
  • Another pair of FRP substrates were arranged at both ends of the flat plates in the longitudinal direction, and the multiple lenses and the adhesive parts obtained by curing the adhesive resin were housed in a frame formed by these FRP flat plates. In this way, the lens array according to Reference Example 1 was obtained.
  • Example 1 28.3 parts by mass of silica fine particle dispersion (Quatron PL-7, roughly spherical primary particles with an average particle size of 125 nm, solid content concentration of 23% by weight, manufactured by Fuso Chemical Co., Ltd.), 58.6 parts by mass of 1-methoxy-2-propanol (solvent), and 1 part by mass of 1N hydrochloric acid (hydrolysis catalyst) were mixed by stirring, and 12.1 parts by mass of tetraethoxysilane (ethyl orthosilicate, manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.) was added while further stirring, and the mixture was stirred for 8 hours while keeping the temperature at 40°C to hydrolyze tetraethoxysilane, thereby obtaining stock solution A.
  • stock solution A the ratio of the mass of silica fine particles to the mass of the hydrolysis condensation product of the hydrolyzable silicon compound contained in the binder was 65:35.
  • the solid concentration of silica (derived from silica fine particles and alkoxysilane) converted to SiO2 was 1.6% by mass
  • the aluminum compound converted to Al2O3 when the oxide of silicon converted to SiO2 was 100 parts by mass was 5.0 parts by mass.
  • the coating liquid of Example 1 was applied by dip coating to both end faces in the lens length direction of a lens array produced in the same manner as in Reference Example 1 to form a coating film.
  • the lens array was fixed to the support of a dip coater with a clip, immersed in the coating liquid of Example 1 that filled a container, and pulled up at a speed of 2.6 mm/sec to form a coating film.
  • This coating film was heated at 200°C for 1800 seconds to form an anti-reflection film on both end faces in the lens length direction of the lens array. In this manner, the lens array of Example 1 was obtained.
  • Example 2 A coating liquid according to Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the aluminum chloride aqueous solution was not added.
  • a lens array according to Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating liquid according to Example 2 was used instead of the coating liquid according to Example 1.
  • Example 3 A coating liquid according to Example 3 was prepared in the same manner as in Example 2, except that the amount of each raw material added was adjusted so that the content of each component was as shown in Table 3. The solid content concentration in the coating liquid according to Example 3 was 1.3 mass%.
  • a lens array according to Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating liquid according to Example 3 was used instead of the coating liquid according to Example 1, and the pulling speed in dip coating was adjusted to 2.0 mm/sec.
  • Example 4 In addition to tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was further added, and the amount of each raw material added was adjusted so that the content of each component was as shown in Table 3.
  • the coating liquid according to Example 4 was prepared in the same manner as Example 1. Aluminum nitrate was used as the aluminum compound instead of aluminum chloride. The concentration of the solid content in the coating liquid according to Example 4 was 1.6 mass%. The content of the methyl group, which is a hydrophobic group, in the solid content of the coating liquid was 2.8 mass%.
  • the lens array according to Example 4 was obtained in the same manner as Example 1, except that the coating liquid according to Example 4 was used instead of the coating liquid according to Example 1.
  • Example 5 A coating liquid according to Example 5 was prepared in the same manner as in Example 4, except that methyltriethoxysilane was not added and the amount of each raw material added was adjusted so that the content of each component was as shown in Table 3.
  • a lens array according to Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating liquid according to Example 5 was used instead of the coating liquid according to Example 1.
  • Example 6 A lens array according to Example 6 was obtained in the same manner as in Example 1, except for the following points. The amount of each component was adjusted so that the solid content concentration was 2.5 mass % to prepare a coating liquid according to Example 6. In dip coating, the coating liquid according to Example 6 was used instead of the coating liquid according to Example 1, and the pull-up speed in dip coating was adjusted to 1.0 mm/sec.
  • Example 7 A lens array according to Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1, except for the following points. The amount of each component was adjusted so that the solid content concentration was 3.5 mass % to prepare a coating liquid according to Example 7. In dip coating, the coating liquid according to Example 7 was used instead of the coating liquid according to Example 1, and the pull-up speed in dip coating was adjusted to 1.0 mm/sec.
  • Example 8 0.6 g of tetraethoxysilane (TEOS) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 1.18 g of methyltriethoxysilane (MTES) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.82 g of 0.3 mass% formic acid (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.), 3 g of hollow silica particle-containing sol (manufactured by JGC Catalysts and Chemicals, product name: Sururia 4110), and 22.4 g of ethanol (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) were mixed and reacted at 35 ° C. for 3 hours.
  • TEOS tetraethoxysilane
  • MTES methyltriethoxysilane
  • Kishida Chemical Co., Ltd. 3 g
  • hollow silica particle-containing sol manufactured by JGC Catalysts and Chemicals, product name: Sur
  • the hollow silica particle-containing sol used contained a solvent and contained 25 mass% hollow silica as a solid content, and the average particle diameter of the hollow silica particles in the particle size distribution based on the number was about 50 nm.
  • the thickness of the shell made of silica of the hollow silica particles was 10 to 20 nm.
  • the maximum dimension of the internal space of the hollow silica particles was about 10 to 30 nm.
  • the refractive index of the hollow particles was 1.25. In this way, a coating liquid according to Example 8 was obtained.
  • the content of the solid content derived from TEOS was 0.6% by mass in terms of silica
  • the content of methylsilsesquioxane (MeSq) which is a solid content derived from MTES was 1.6% by mass
  • the content of hollow silica particles was 2.6% by mass.
  • the silica derived from TEOS was 13%
  • the MeSq derived from MTES was 33%
  • the hollow silica particles were 54% by mass based on the mass.
  • the content of the hollow silica particles was calculated on the assumption that the solid content of the hollow silica particle-containing sol was 25% by mass, and that the solid content was hollow silica particles.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic antireflection film in the lens array according to Example 8. 6 , the antireflection coating 20 is disposed in contact with an end face in the longitudinal direction of the lens 11.
  • the antireflection coating 20 contains hollow silica particles 53 and a binder 54, and voids 55 exist inside the antireflection coating 20 and at the boundary between the antireflection coating 20 and the end face of the lens 11.
  • the end face of the lens array was rubbed 40 times with Toray (registered trademark), a cloth manufactured by Toray Industries, Inc., and then the light quantity was evaluated in the same manner. The cloth was dried.
  • Toray registered trademark
  • the end face of the lens array was rubbed 40 times with a cloth soaked in ethanol, and then the light quantity was evaluated in the same manner. The results are shown in Table 4.
  • the speed of moving the pencil was 1 mm/sec, and the distance of moving the pencil was adjusted to 20 mm or more.
  • the pencil core powder attached to the anti-reflection film was wiped off with ethanol-soaked Bemcot, and the scratches on the anti-reflection film resulting from the test were observed under an optical microscope.
  • the pencil hardness of the anti-reflective film was evaluated as the hardness that was one level softer than the hardness at which the anti-reflective film was scratched or peeled off to expose the substrate surface, in other words, the maximum hardness at which the anti-reflective film was not scratched or peeled off to expose the substrate surface. The results are shown in Table 4.
  • the thickness T1 of the anti-reflection film was determined as the product of the arithmetic average D1 and the filling rate f. The results are shown in Table 4.
  • the arithmetic average T2 of the thickness of the base at the site of the anti-reflection film used to obtain the arithmetic average D1 was obtained.
  • the thickness T3 of the low refractive index portion was determined by subtracting the arithmetic mean T2 of the thickness of the base portion from the thickness T1 of the antireflection film.
  • Table 4 FE-SEM photographs of the cross sections of the antireflection films formed on the lens arrays according to Examples 1, 6, and 7 are shown in Figures 5A, 5B, and 5C, respectively.
  • Reflectance Measurement A Using a near-infrared microspectrometer USPM-RU-W manufactured by Olympus Corporation, the reflectance of one end face in the lens length direction of the lens array of Reference Example 1 and Examples 1 to 7 was measured. In this measurement, the wavelength range was set to a range of 380 to 1050 nm, and the diameter of the measurement range was adjusted to 70 ⁇ m using an objective lens with a magnification of 10 times. In addition, the measurement position of the reflectance was adjusted to the center position of the lens of the lens array. The results are shown in Table 4.
  • Reflectance Measurement B An anti-reflection film was formed on the surface of a glass plate in the same manner as in Examples 1 and 3, except that a float glass substrate was used instead of a lens array.
  • an optical interference film which is a dielectric multilayer film, was formed on the surface of a float glass substrate by a physical vapor deposition (PVD) method, to obtain an anti-reflection film according to Comparative Example 1.
  • PVD physical vapor deposition
  • the reflectance of the surface of a glass plate on which an anti-reflection film was not formed was also measured in the same manner.
  • the wavelength range was set to a range of 380 to 1050 nm, and the diameter of the measurement range was adjusted to 70 ⁇ m using an objective lens having a magnification of 10 times. The results are shown in Table 5.
  • Salt spray test With reference to JIS C8917:2005, a salt spray test was carried out by spraying salt water on the end faces in the lens length direction of the lens arrays according to Examples 1 to 5.
  • the environmental temperature of the lens array was adjusted to 35°C, and a 5% by mass aqueous solution of sodium chloride was used as the salt water.
  • the salt spray was carried out for 96 hours.
  • the amount of change in transmittance of the lens array before and after the salt spray test was measured. For this measurement, light with a wavelength in the range of 380 to 850 nm was used, and the amount of change in the average transmittance in this range was obtained. The results are shown in Table 5.
  • the working distance L1 of the lenses of the lens array according to each embodiment is 5 mm or more, even when the lens array is used in an apparatus that inspects for defects by using reflected light from a transported inspection object, sufficient space can be secured for maintenance of the apparatus.
  • the anti-reflection film can exhibit high anti-reflection performance and can increase the amount of light passing through the lens array.
  • Example 4 suggests that the anti-reflective film exhibits a predetermined anti-reflective performance, has high pencil hardness, and is highly scratch-resistant.
  • the anti-reflection films formed by the coating liquids of Examples 1 and 3 can reduce the reflectance at wavelengths of 530 nm, 700 nm, 900 nm, and 1000 nm, compared to a glass plate on which this anti-reflection film is not formed.
  • these anti-reflection films can prevent the reflectance from increasing sharply with increasing wavelength, as seen in Comparative Example 1, and it can be understood that they can exhibit anti-reflection properties even at wavelengths in the near-infrared region.
  • Example 1 As shown in Table 4, by comparing Example 1 and Example 2, the change in transmittance before and after the salt spray test is small in Example 1, and it is understood that the anti-reflection film of the lens array according to Example 1 has higher chemical resistance, especially higher alkali resistance, than the anti-reflection film of the lens array according to Example 2. It is understood that the inclusion of an aluminum compound in the binder of the anti-reflection film is advantageous from the viewpoint of enhancing chemical resistance, especially higher alkali resistance.
  • Example 4 By comparing Example 4 and Example 5, the change in transmittance before and after the salt spray test is small in Example 4, and it is understood that the anti-reflection film of the lens array according to Example 4 has higher chemical resistance, especially higher alkali resistance, than the anti-reflection film of the lens array according to Example 5. It is understood that the inclusion of a hydrophobic group such as a methyl group in the binder of the anti-reflection film is advantageous from the viewpoint of enhancing chemical resistance, especially higher alkali resistance.
  • the surface layer of the anti-reflection film formed on the lens array according to Examples 1, 6, and 7 had a low refractive index portion having unevenness formed by arranging silica fine particles to form a single layer or multiple layers.
  • the refractive index of silica it is understood that the refractive index of the low refractive index portion is lower than the refractive index n 0 at the central axis of the lens of the lens array.
  • a base was formed between the unevenness of this surface layer and the lens array, and the binder formed a phase in the base.
  • the base of the anti-reflection film contains a large amount of binder, and it is considered that the binder content in the base is higher than the binder content in the low refractive index portion on a mass basis.

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Abstract

レンズアレイ１ａは、複数のレンズ１１と、接着部１２と、筐体１５と、反射防止膜２０を備えている。レンズアレイ１ａは、搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器に用いられる。複数のレンズ１１は、被検査物の搬送方向である第一方向（ｙ軸方向）及び搬送方向に垂直な第二方向（ｘ軸方向）に配列されている。複数のレンズ１１は、搬送されている被検査物からの反射光を集光させる。接着部１２は、レンズ１１同士を固定する。筐体１５は、複数のレンズ１１及び接着部１２を収容している。反射防止膜２０は、微粒子２１と、バインダー２２とを含んでいる。反射防止膜２０は、反射光が入射するレンズ１１の第一面１１ａ及び第一面１１ａに入射した光が出射されるレンズ１１の第二面１１ｂからなる群より選ばれる少なくとも１つに接して配置されている。

Description

レンズアレイ
　本発明は、レンズアレイに関する。
　従来、画像読取にレンズアレイが用いられている。
　例えば、特許文献１には、複眼光学系用の積層型レンズアレイユニットが記載されている。この積層型レンズアレイユニットは、第１レンズアレイと、第２レンズアレイと、位置決め部とを備えている。第１レンズアレイ及び第２レンズアレイのそれぞれは、光軸方向から見て四角形の輪郭を有し、２次元的に配列された複数のレンズ要素を有する。第１レンズアレイ及び第２レンズアレイは、光軸方向に積み重ねられている。位置決め部は、第１レンズアレイの縁部と第２レンズアレイの縁部とに沿って複数のレンズ要素を囲む包囲領域に設けられている。位置決め部は、第１レンズアレイ側に配置される第１当接部と、第２レンズアレイ側に配置され第１当接部に対向する第２当接部とを有し、所定のテーパー状面を有する。これにより、レンズアレイにストレスをかけることなく、レンズアレイにとって必要な平面方向及び平面に垂直な軸まわりの回転方向の規制を行うことができる。従って、光学性能を高く保ちつつ、高い精度で組立を行うことができる。また、レンズアレイの隣り合うレンズ要素の間の構造をシンプルにすることができるので、成形を高精度に行うことができ、レンズ要素の有効領域を広く確保しやすくなる。
国際公開第２０１４／１９２９３３号
　搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器において、特許文献１に記載のレンズアレイユニットを用いることは想定されていない。レンズアレイをこのような機器に用いる場合に、検査対象によっては、レンズアレイが様々な測定波長に対応できることが有利になると考えられる。
　そこで、本発明は、搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器の対応可能な測定波長の範囲の観点から有利なレンズアレイを提供する。
　本発明は、
　搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器に用いられるレンズアレイであって、
　前記被検査物の搬送方向である第一方向及び前記搬送方向に垂直な第二方向に配列され、前記反射光を集光させる複数のレンズと、
　前記レンズ同士を固定する接着部と、
　前記複数のレンズ及び前記接着部を収容する筐体と、
　反射防止膜と、を備え、
　前記反射防止膜は、前記レンズの屈折率以下の屈折率を有する微粒子と、バインダーとを含み、前記反射光が入射する前記レンズの第一面及び前記第一面に入射した光が出射される前記レンズの第二面からなる群より選ばれる少なくとも１つに接して配置されており、
　前記バインダーは、前記微粒子を前記第一面又は前記第二面に接着させている、
　レンズアレイを提供する。
　上記のレンズアレイは、搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器の対応可能な測定波長の範囲の観点から有利である。
図１は、本発明に係るレンズアレイの一例を示す模式的な斜視図である。 図２は、レンズの屈折率分布を示すグラフである。 図３は、図１に示すレンズの一例を示す側面図である。 図４は、図１に示すレンズアレイを備えた検査機器の一例を示す断面図である。 図５Ａは、実施例１に係るレンズアレイの反射防止膜の断面を示すFE-SEM写真である。 図５Ｂは、実施例６に係るレンズアレイの反射防止膜の断面を示すFE-SEM写真である。 図５Ｃは、実施例７に係るレンズアレイの反射防止膜の断面を示すFE-SEM写真である。 図６は、実施例８に係るレンズアレイの反射防止膜の断面を模式的に示す断面図である。
　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。
　図１に示す通り、レンズアレイ１ａは、複数のレンズ１１と、接着部１２と、筐体１５とを備えている。レンズアレイ１ａは、搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器に用いられる。複数のレンズ１１は、被検査物の搬送方向である第一方向（ｙ軸方向）及び搬送方向に垂直な第二方向（ｘ軸方向）に配列されている。複数のレンズ１１は、搬送されている被検査物からの反射光を集光させる。接着部１２は、レンズ１１同士を固定する。筐体１５は、複数のレンズ１１及び接着部１２を収容している。レンズ１１は、例えば、５ｍｍ以上の作動距離Ｌ1を有する。
　レンズアレイは、多くの場合、画像読取等の用途に用いられる。この場合、レンズアレイを備えた装置の小型化を考慮すると、レンズアレイの作動距離が小さいことが有利である。なぜなら、読取対象とレンズアレイとの間の距離を小さくできるからである。一方、搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器にレンズアレイを用いる場合、搬送されている被検査物に由来する異物等がレンズアレイの表面に付着しやすい。このため、このような機器では、定期的又は不定期に機器のメンテナンスが必要とされうる。この場合、レンズアレイと被検査物との距離が小さいと機器のメンテナンスのために十分なスペースが確保されにくい。レンズアレイ１ａによれば、レンズ１１が５ｍｍ以上の作動距離を有する。このため、搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器にレンズアレイ１ａが用いられるときに、レンズアレイ１ａと被検査物との間の距離が大きくなりやすく、機器のメンテナンスのために十分なスペースが確保されやすい。
　レンズ１１の作動距離Ｌ1は、望ましくは８ｍｍ以上であり、より望ましくは１０ｍｍ以上であり、さらに望ましくは１５ｍｍ以上であり、特に望ましくは２０ｍｍ以上であり、とりわけ望ましくは２５ｍｍ以上である。作動距離Ｌ1は、例えば、６０ｍｍ以下であり、５５ｍｍ以下であってもよく、５０ｍｍ以下であってもよい。
　レンズ１１は、例えば、屈折率分布型レンズである。図１において、ＯＰは物体面であり、ＩＰは像面である。ＴＣは共役長であり、Ｚはレンズ長であり、Ｘ0は視野半径であり、θCは開口角である。
　図１において、Ｌ0は、変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最大となるときの像面ＩＰとレンズ１１との間の距離である。図１において、レンズアレイ１ａは、例えば、略正立等倍結像系を構成しており、作動距離Ｌ1は、距離Ｌ0と略等しい。
　レンズ１１において、共役長ＴＣは、例えば３５ｍｍ～１６０ｍｍであり、望ましくは４０ｍｍ～１５０ｍｍであり、より望ましくは４８ｍｍ～１００ｍｍである。レンズ１１において、ＴＣ＝Ｌ1＋Ｚ＋Ｌ0の関係が成り立つ。
　レンズ１１において、開口角θCは、例えば３°～２２°であり、望ましくは４°～１２°である。
　レンズ１１は、例えばロッドレンズであり、レンズ１１の中心軸線はレンズ１１の光軸方向に延びている。図２に示す通り、レンズ１１は、その半径方向に屈折率分布を有する。図２において、ｎ0は、レンズ１１の中心軸線における屈折率であり、ｒは、レンズ１１の中心軸線からレンズ１１の半径方向における距離［ｍｍ］である。レンズ１１の距離ｒにおける屈折率ｎ（ｒ）は下記式（１）で表される。式（１）において、ｇは、レンズ１１の屈折率分布定数［ｍｍ-1］である。
　ｎ（ｒ）２＝ｎ0 ２{１－（ｇ・ｒ）２}　　　式（１）
　レンズ１１の屈折率分布定数は、例えば０．０６ｍｍ－１～０．４８ｍｍ－１であり、望ましくは０．０８ｍｍ－１～０．２６ｍｍ－１である。
　レンズ１１は、樹脂製であってもよいし、ガラス製であってもよい。レンズ１１が樹脂製である場合、レンズ１１をなす樹脂として、例えば、透光性があるアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、シリコン樹脂などがあげられる。一方、レンズ１１がガラス製である場合、レンズ１１の中心部は、例えば、下記の組成を有する。レンズ１１の中心部がこのような組成を有していると、作動距離Ｌ1が大きくなりやすく、作動距離Ｌ1が所望の値になりやすい。レンズ１１の中心部は、例えば、レンズ１１の光軸をなす部位である。
　モル％で示して、
　４０％≦ＳｉＯ2≦６５％
　０％≦ＴｉＯ2≦１０％
　０．１％≦ＭｇＯ≦２２％
　０．１５％≦ＺｎＯ≦１５％
　０．５％≦Ｌｉ2Ｏ≦１５％
　２％≦Ｎａ2Ｏ≦２０％
　０％≦Ｂ2Ｏ3≦２０％
　０％≦Ａｌ2Ｏ3≦１０％
　０％≦Ｋ2Ｏ≦３％
　０％≦Ｃｓ2Ｏ≦３％
　０％≦Ｙ2Ｏ3≦５％
　０％≦ＺｒＯ2≦２％
　０％≦Ｎｂ2Ｏ5≦５％
　０％≦Ｉｎ2Ｏ3≦５％
　０％≦Ｌａ2Ｏ3≦５％
　０％≦Ｔａ2Ｏ5≦５％、を含む組成。
　レンズ１１がガラス製である場合、レンズ１１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）上記の組成を有するガラス素線を作製する。
（II）上記の組成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を含む溶融塩にガラス素線を浸漬して、ガラス素線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、ガラス素線に屈折率分布を形成する。
　（II）の工程において、例えば、容器の内部の溶融塩にガラス素線を投入し、溶融塩にガラス素線を所定時間浸漬する。溶融塩において、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。ガラス素線を溶融塩に浸漬すると、例えば、ガラス素線に含まれる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中に溶け出す。一方、溶融塩中のＮａ（ナトリウム）等の第二アルカリ金属元素Ｒの陽イオンがガラス素線に侵入する。溶融塩の温度及び溶融塩へのガラス素線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２に示すような屈折率分布を有するレンズ１１が得られる。なお、ガラス素線の中心部ではイオン交換はほとんど生じないので、レンズ１１の中心部はガラス素線の初期の組成を有する。このため、レンズ１１の中心部は上記の組成を有する。
　図１に示す通り、複数のレンズ１１は、例えば、第二方向（ｘ軸方向）に複数の列をなしている。このような構成によれば、視野半径Ｘ0が小さい場合でも、複数のレンズ１１の配列の第二方向の全体にわたって被検査物からの反射光が集光されやすい。その結果、被検査物における欠点の有無の検査の精度が高くなりやすい。複数のレンズ１１の第二方向に形成された列の数は、２であってもよいし、３以上であってもよい。第二方向に形成された複数のレンズ１１の列において第一方向に隣り合うレンズ１１の列は、例えば、複数のレンズ１１の中心軸線が第二方向においてずれるように形成されている。
　接着部１２は、レンズ１１同士の隙間に充填されている。これにより、複数のレンズ１１が一体化されている。接着部１２は、例えば、樹脂を含み、黒色に着色されている。
　筐体１５は、複数のレンズ１１及び接着部１２を収容できる限り、特定の構成に限定されない。筐体１５は、例えば、第一方向に並んだ一対の板材と、第二方向に並んだ一対の板材とを含み、これらの板材によって形成された枠として形成されている。これらの板材は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を含む。
　図３に示す通り、レンズアレイ１ａは、例えば、反射防止膜２０をさらに備えている。反射防止膜２０は、例えば、第一面１１ａ及び第二面１１ｂからなる群より選ばれる少なくとも１つに接して配置されている。第一面１１ａは、レンズ１１において、搬送されている被検査物からの反射光が入射する面である。第二面１１ｂは、レンズ１１において、第一面１１ａに入射した光が出射される面である。
　上記の通り、レンズ１１の作動距離Ｌ1は５ｍｍ以上であるので、レンズ１１によって得られる像は明るくなりにくく、上記の機器において、被検査物における欠点の有無を検査するために用いられるCharge Coupled Device(CCD)等の撮像素子に入射する光量が低くなりやすい。レンズの作動距離Ｌ1又は開口角にもよるが、例えば、作動距離Ｌ1が１．５倍長いレンズを用いた場合、明るさが３割程度減少することがある。そこで、例えば、被検査物からの反射光を生じさせるための光源の明るさを高めることが考えられる。しかし、光源の明るさが高いと、機器のランニングコストが高くなりやすく、光源の発熱量の増加に伴い被検査物が影響を受けることも懸念される。一方、レンズアレイ１ａが反射防止膜２０を備えていると、被検査物からの反射光がレンズ１１の第一面１１ａ及び第二面１１ｂにおいて再反射することが抑制される。その結果、光源の明るさを高めなくても、レンズ１１によって明るい像が得られやすく、撮像素子に入射する光量が低くなりにくい。
　反射防止膜２０は、第一面１１ａのみに接して配置されていてもよいし、第二面１１ｂのみに接して配置されていてもよいし、第一面１１ａ及び第二面１１ｂの両方に接して配置されていてもよい。
　反射防止膜２０は、反射防止膜２０が形成されていない場合に比べて、第二面１１ｂから出射される光量を増加させることができる限り、特定の態様に限定されない。
　反射防止膜２０は、例えば、図３に示す通り、微粒子２１と、バインダー２２とを備えている。微粒子２１は、例えば、レンズ１１の屈折率以下の屈折率を有する。この場合、レンズ１１の屈折率は、レンズ１１における屈折率の最大値であり、例えば、レンズ１１の中心部における屈折率である。バインダー２２は、微粒子２１を第一面１１ａ又は第二面１１ｂに接着させている。このような構成によれば、反射防止膜２０は、広い波長範囲で所望の反射防止特性を発揮しやすい。このため、レンズアレイ１ａが様々な測定波長に対応しやすい。例えば、測定波長が可視光領域に属する場合に加えて、近赤外領域に属する場合にも所望の反射防止特性が発揮されやすく、第二面１１ｂから出射される光量を増加させることができる。反射防止膜２０は、単層構造等の比較的簡素な構造を有するように形成されていても所望の反射防止特性を発揮しやすい。加えて、真空プロセス又は高温での処理等がなされなくてもよく、このようなプロセス又は処理がレンズ１１に及ぼす影響を防ぐことができ、かつ、レンズアレイ１ａの製造コストが低くなりやすい。
　レンズに反射防止膜を形成する方法としては、真空蒸着、スパッタリング、及び化学蒸着（ＣＶＤ）等の方法によって誘電体多層膜である光学干渉膜を形成する方法も考えられる。しかし、この場合、設計波長範囲を外れると反射率が急激に高くなり、広い波長範囲で反射防止効果が発揮することには限界がある。加えて、この方法は、真空プロセス又は高温での加熱等の処理が必要であり、例えば、レンズアレイ１ａに含まれる樹脂が真空プロセスにおいて発泡する可能性もある。このため、レンズ１１に反射防止膜として誘電体光学干渉膜を形成することは現実的であるとは言い難い。
　例えば、反射防止膜２０の表層には、微粒子２１によって凹凸が形成されている。これにより、レンズ１１の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率部２５ａが形成されている。このような構成によれば、反射防止膜２０は、広い波長範囲で所望の反射防止特性をより発揮しやすい。
　図３に示す通り、反射防止膜２０は、例えば、反射防止膜２０の厚み方向における低屈折率部２５ａとレンズ１１との間に基部２５ｂを含んでいる。バインダー２２は、基部２５ｂにおいて微粒子２１同士の間で層をなしている。低屈折率部２５ａは、反射防止膜２０の基部２５ｂ以外の部位である。基部２５ｂにおけるバインダー２２の含有率は、質量基準で、低屈折率部２５ａにおけるバインダー２２の含有率よりも高い。これにより、反射防止膜２０が所望の反射防止性能を発揮しやすく、かつ、反射防止膜２０がレンズ１１から剥がれにくい。上記の機器のメンテナンスにおいて反射防止膜２０が他の物体と接触する可能性がある。しかし、基部２５におけるバインダー２２の含有率が低屈折率部２５ａにおけるバインダー２２の含有率よりも高いので、反射防止膜２０のレンズ１１に対する接合強度が高くなりやすい。
　反射防止膜２０は、例えば、シリコン原子を含んでおり、反射防止膜２０とレンズ１１との間には、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ結合等のシリコン原子が関与する結合が形成されている。このような構成によれば、反射防止膜２０のレンズ１１に対する接合強度がより高くなりやすい。レンズ１１がガラス製である場合、レンズ１１の表面にはシラノール基が存在しうる。このため、レンズ１１の表面のシラノール基と反射防止膜２０に含まれるシラノール基との縮合反応により、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ結合等のシリコン原子が関与する結合が形成されうる。レンズ１１が樹脂製である場合、レンズ１１の表面に対してプライマー処理がなされてもよい。これにより、レンズ１１と反射防止膜２０との間にＳｉ－Ｏ－Ｓｉ結合等のシリコン原子が関与する結合が形成されうる。
　微粒子２１に含まれる成分は、特定の成分に限定されない。微粒子２１は、例えば、シリカを主成分とする。本明細書において、主成分は、質量基準で最も多く含まれる成分である。微粒子２１とバインダー２２との間には、Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ結合等のシリコン原子が関与する結合が形成されている。このような構成によれば、反射防止膜２０のレンズ１１に対する接合強度がより高くなりやすい。微粒子２１とバインダー２２との接合強度が高くなり、微粒子２１が反射防止膜２０から外れにくい。その結果、反射防止膜２０のレンズ１１への接合強度が高くなりやすい。
　微粒子２１の平均粒径は、特定の値に限定されない。微粒子２１の平均粒径は、例えば８０～６００ｎｍである。これにより、反射防止膜２０の低屈折率部２５ａに形成される凹凸のサイズが所望の範囲に調整されやすく、反射防止膜２０の反射防止性能が高くなりやすい。微粒子２１の平均粒径は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて反射防止膜２０の断面を観察することによって求められる。具体的に、粒子の全体を観察できる任意の５０個の粒子について、その最大径及び最小径を測定してその平均値を各粒子の粒径とし、５０個の粒子の粒径の平均値を「平均粒径」とする。微粒子２１の平均粒径は、望ましくは１００ｎｍ～５００ｎｍであり、より望ましくは１００ｎｍ～３００ｎｍであり、さらに望ましくは１００ｎｍ～２００ｎｍであり、とりわけ望ましくは１００ｎｍを超え１５０ｎｍ以下である。
　微粒子２１の形状は、例えば、球状粒子である。これにより、反射防止膜２０の低屈折率部２５ａにおける凹凸が第一面１１ａ又は第二面１１ｂに沿って均一に形成されやすく、反射防止膜２０の反射防止性能が高くなりやすい。本明細書において、「球状」とは、ＳＥＭで微粒子２１を観察したときに、微粒子２１の最小径（Ｄｓ）と微粒子２１の最大径（Ｄｌ）との比（Ｄｌ／Ｄｓ）が１．５以下となる形状を意味する。
　反射防止膜２０の平面視において、微粒子２１は、例えば、第一面１１ａ又は第二面１１ｂの全体を覆うように配置されている。反射防止膜２０において、微粒子２１は、単層をなすように配置されている。例えば、隣り合う一対の微粒子２１において、一方の微粒子の中心が反射防止膜２０の厚さ方向における他方の微粒子２１の最外部よりも第一面１１ａ又は第二面１１ｂに近い位置に位置している場合、それらの微粒子２１は単層をなしているとみなしうる。微粒子２１は、複層をなすように配置されていてもよい。隣り合う一対の微粒子２１において、一方の微粒子の中心が反射防止膜２０の厚さ方向における他方の微粒子２１の最外部よりも反射防止膜２０の最外部に近い位置に位置している場合、それらの微粒子２１は複層をなしているとみなしうる。
　微粒子２１は、例えば、中実粒子である。この場合、反射防止膜２０が所望の機械的強度を有しやすい。上記の機器のメンテナンスにおいて反射防止膜２０が他の物体と接触する可能性があるので、反射防止膜２０の機械的強度が高いことは、機器のメンテナンスにも関わらず、反射防止膜２０の反射防止性能の低下を抑制する観点から有利である。
　反射防止膜２０における微粒子２１の含有率は特定の値に限定されない。その含有率は、質量基準で例えば３５％～９０％である。この場合、反射防止膜２０において、微粒子２１が所望の状態で配置されやすく、反射防止膜２０の反射防止性能が高くなりやすい。反射防止膜２０における微粒子２１の含有率は、望ましくは４０％～９０％であり、より望ましくは４５％～８５％である。
　反射防止膜２０の厚みは特定の値に限定されない。反射防止膜２０の厚みは、例えば、８０ｎｍ～８００ｎｍである。この場合、反射防止膜２０の反射防止性能が高くなりやすい。反射防止膜２０の厚みは、望ましくは１００ｎｍ～５００ｎｍであり、より望ましくは１００ｎｍを超え１５０ｎｍ以下である。反射防止膜２０の厚みは、例えば、反射防止膜２０の厚み方向における第一面１１ａ又は第二面１１ｂから反射防止膜２０の表層の凹凸の凸部の最外部までの距離の平均値と、単位距離における微粒子２１の充填率との積として決定されうる。単位距離は、例えば、微粒子２１の平均粒径の整数倍（例えば、１０倍）に相当する距離である。充填率は、単位距離に含まれる凸部の数をその単位距離に対応する微粒子２１の平均粒径の整数倍数で除した値である。反射防止膜２０の厚みは、反射防止膜２０の断面をＳＥＭで観察することによって決定できる。
　反射防止膜２０の厚みに対する微粒子２１の平均粒径の比は特定の値に限定されない。その比は、例えば０．３～１であり、望ましくは０．５～１であり、より望ましくは０．８～１である。
　反射防止膜２０における基部２５ｂの厚みは特定の値に限定されない。基部２５ｂの厚みは、例えば、上記の反射防止膜２０の厚みが決定された箇所における基部２５ｂの厚みの算術平均である。基部２５ｂの厚みは、例えば１０ｎｍ～３００ｎｍであり、望ましくは１０ｎｍ～２００ｎｍであり、より望ましくは１０ｎｍ～７０ｎｍである。
　反射防止膜２０における低屈折率部２５ａの厚みは特定の値に限定されない。低屈折率部２５ａの厚みは、例えば、上記のように決定された反射防止膜２０の厚みから基部２５ｂの厚みを差し引くことによって決定される。低屈折率部２５ａの厚みは、例えば３０ｎｍ～６００ｎｍであり、望ましくは３５ｎｍ～５００ｎｍであり、より望ましくは４０ｎｍ～３００ｎｍであり、さらに望ましくは４０ｎｍ～２００ｎｍであり、特に望ましくは４０ｎｍ～１３０ｎｍである。
　基部２５ｂの厚みに対する低屈折率部２５ａの厚みの比は特定の値に限定されない。この比は、例えば１～８である。このような構成によれば、反射防止膜２０のレンズ１１に対する接合強度がより高くなりやすい。この比は、望ましくは１～７であり、より望ましくは１～６である。
　バインダー２２に含まれる成分は特定の成分に限定されない。バインダー２２は、例えば、シリカを主成分として含んでいる。バインダー２２は、シリカのみを含有していてもよいし、疎水基を含んでいてもよいし、アルミニウム化合物を含んでいてもよい。
　反射防止膜２０におけるバインダーの含有率は、特定の値に限定されない。その含有率は、質量基準で、例えば５％～６４％である。この場合、反射防止膜２０の表層の凹凸が所望の状態で形成されやすく、反射防止膜２０の反射防止性能が高くなりやすい。加えて、基部２５ｂが反射防止膜２０の全体に亘って形成されやすく、反射防止膜２０のレンズ１１に対する接合強度がより高くなりやすい。反射防止膜２０におけるバインダーの含有率は、望ましくは１０％～６０％であり、より望ましくは１５％～５５％である。
　例えば、反射防止膜２０におけるバインダーの含有率が５％～３５％である場合、反射防止膜２０の反射防止性能がより高くなりやすい。反射防止性能の観点から、この含有率は、望ましくは１０％～３５％であり、より望ましくは１５％～３５％である。
　反射防止膜２０におけるバインダーの含有率が３５％～６４％である場合、反射防止膜２０のレンズ１１に対する接合強度がより高くなりやすく、反射防止膜２０が高い耐久性を有しやすい。例えば、反射防止膜２０が高い耐傷性を有しやすい。耐傷性の観点から、この含有率は、望ましくは３５％～６０％であり、より望ましくは３５％～５０％であり、さらに望ましくは３５％～４０％である。例えば、反射防止膜２０は、所定の条件で反射防止膜２０を鉛筆で引っ掻いたときに反射防止膜２０が残る鉛筆硬度がＨＢ以上である。この鉛筆硬度は、望ましくはＨ以上であり、より望ましくは２Ｈ以上である。
　反射防止膜２０のレンズ１１に対する接合強度が高いと、反射防止膜２０が優れた耐剥離性を有しやすい。上記の通り、レンズアレイ１ａは、搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器に使用されうる。このような機器は、メンテンナンスのためのスペースが必要となりうる。レンズアレイ１ａのように、レンズの作動距離Ｌ1が所定値以上であっても、機器のメンテナンスのためのスペースが十分に確保されるとは限らない。このため、反射防止膜２０によってレンズ１１に高い耐傷性又は耐剥離性が付与されていることは、機器のメンテナンスにおけるレンズアレイと他の物体との接触等を考慮すると、特に有利である。
　バインダー２２に含まれるシリカは、例えば、反射防止膜２０を形成するためのコーティング液に添加された、加水分解性シリコン化合物又は加水分解性シリコン化合物の加水分解物に由来する。この加水分解性シリコン化合物は、例えば、下記式（Ｉａ）に示す化合物を含む。下記式（Ｉａ）において、Ｘは、アルコキシル基、アセトキシ基、アルケニルオキシ基、アミノ基、及びハロゲン原子からなる群から選ばれる少なくとも１つである。本明細書において、加水分解性シリコン化合物には、加水分解性シリコン化合物のオリゴマーを含む。このオリゴマーは、例えば、２～２００個程度の同じ種類の分子が縮合して形成されている。
ＳｉＸ4　（Ｉａ）
　バインダー２２に含まれるシリカの供給源としては、シリコンアルコキシドに代表される加水分解性シリコン化合物を用いることができる。シリコンアルコキシドとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、及びテトライソプロポキシシランを例示できる。これら加水分解性シリコン化合物は、いわゆる、ゾルゲル法により加水分解及び縮重合されてバインダー２２を構成する。
　加水分解性シリコン化合物の加水分解は、適宜実施することができるが、微粒子２１が存在する溶液中で実施することが好ましい。その微粒子２１の表面に存在するシラノール基と、シリコンアルコキシドなど加水分解性シリコン化合物が加水分解して生成したシラノール基との縮重合反応が促進され、微粒子２１の結合力向上に寄与するバインダー２２の割合が高まるためである。微粒子２１を含む溶液を撹拌しながら、加水分解触媒及びシリコンアルコキシドを順次添加することにより、コーティング液を調製することが好ましい。シリコンアルコキシドは、単量体であってもよいが、オリゴマーであってもよい。なお、加水分解触媒には酸・塩基いずれを用いることもできるが、酸、特に水溶液中での電離度が大きい酸を用いることが好ましい。具体的には、酸解離定数ｐＫａ（酸が多塩基酸である場合には第一酸解離定数を意味する）が２．５以下の酸を用いることが好ましい。好適な酸の例としては、塩酸及び硝酸などの揮発性の無機酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、及びｐ‐トルエンスルホン酸などの有機酸、並びにマレイン酸、リン酸、及びシュウ酸などの多塩基酸を挙げることができる。塩基性より酸性の方が、シリカ微粒子の分散性がよく、またコーティング液の安定性にも優れる。さらに、塩酸由来の塩素イオンは、コーティング液中での塩素イオンの濃度を高めるため、コーティング液に塩化アルミニウムを添加した場合に、塩化アルミニウムがもたらす効果をより促進しうる。
　バインダー２２が疎水基を含む場合、反射防止膜２０におけるその疎水基の含有率は特定の値に限定されない。その疎水基の含有率は、質量基準で、例えば０～１０％である。このような構成によれば、反射防止膜２０に付着した汚れが除去されやすい。反射防止膜２０におけるバインダー２２に含まれる疎水基の含有率は、望ましくは０．２％～１０％であり、より望ましくは０．２％～８％である。
　バインダー２２に含まれる疎水基は、反射防止膜２０を形成するためのコーティング液に添加された、シリコンに直接結合した疎水基を有する、加水分解性シリコン化合物又は加水分解性シリコン化合物の加水分解物に由来することが好ましい。この加水分解性シリコン化合物は、例えば、下記式（IIａ）に示す化合物を含む。下記式（IIａ）において、加水分解性基であるＹは、好ましくは、アルコキシル基、アセトキシ基、アルケニルオキシ基、アミノ基、及びハロゲン原子からなる群から選ばれる少なくとも１つである。下記式（IIａ）において、疎水基であるＲは、好ましくは、水素原子の少なくとも一部がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数１～３０の鎖状又は環状のアルキル基であり、より好ましくは鎖状のアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数１～３の鎖状アルキル基であり、とりわけ好ましくはメチル基である。
ＲＳｉＹ3　（IIａ）
　バインダー２２がアルミニウム化合物を含む場合、反射防止膜２０におけるアルミニウム化合物の含有率は特定の値に限定されない。その含有率は、アルミニウム化合物をＡｌ2Ｏ3に換算して、質量基準で、例えば０～７％である。このような構成によれば、反射防止膜２０の化学的耐久性が高くなりやすい。このため、反射防止膜２０が所望の耐薬品性、特に所望の耐アルカリ性を有しやすい。その結果、レンズアレイ１ａを用いて検査可能なの対象が広くなりやすい。反射防止膜２０におけるアルミニウム化合物の含有率は、望ましくは２～７％であり、より望ましくは４～７％である。
　図４に示す通り、レンズアレイ１ａを備えた機器２ａを提供できる。機器２ａは、搬送されている被検査物Ｔからの反射光によって欠点の有無を検査する機器である。機器２ａは、読取装置７１と、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。読取装置７１の内部にはレンズアレイ１ａ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、ロール・ツー・ロール方式に対応した搬送装置であってもよい。搬送装置７５は、プリント基板、テキスタイル、フィルム、及び紙等の被検査物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。読取装置７１及び照明装置７２は、例えば、搬送装置７５の上方に配置されており、被検査物Ｔは、搬送装置７５によって読取装置７１の真下を通過する。読取装置７１及び照明装置７２は、照明装置７２から出射された光が被検査物Ｔで反射して生じた反射光がレンズアレイ１ａに集光されるように配置されている。これにより、読取装置７１によって、被検査物Ｔの画像データが得られる。制御器７３は、被検査物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。被検査物Ｔが読取装置７１の真下を通過するときに、制御器７３は、読取装置７１から画像情報を連続的に取得する。加えて、制御器７３は、読取装置７１から被検査物Ｔの搬送位置情報を取得する。制御器７３は、読取装置７１から取得した画像情報と、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、ピンホール等の欠点を特徴づける情報と比較される。これにより、制御器７３は、被検査物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、被検査物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。
　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。
　＜参考例１＞
　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、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。参考例１に係る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、参考例１に係るガラス素線を得た。ガラス素線の直径（線径）は、１０００μｍ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所定の長さに切断し、参考例１に係るレンズを得た。表２にこのレンズの作動距離Ｌ1、レンズ長Ｚ、共役長ＴＣ、視野半径Ｘ0、開口角θC、屈折率分布定数ｇ［ｍｍ－１］、レンズの中心軸線における屈折率ｎ0を示す。
　互いに平行に配置された一対の長方形状のＦＲＰ製の平板の間に、参考例１に係る複数のレンズが互いに平行になるように１ｍｍの間隔で平板の長手方向に沿って２列に配置した。この状態で、平板同士の間に黒色に着色された接着用樹脂を充填させて硬化させ、複数のレンズを固定した。この状態で各レンズ両端部が切断され、両端面が研磨された。なお、平板の長手方向における両端部には、別の一対のＦＲＰ製の基板が配置されており、これらのＦＲＰ製の平板によって形成された枠に複数のレンズと、接着用樹脂が硬化して得られた接着部とが収容されていた。このようにして、参考例１に係るレンズアレイが得られた。
　＜実施例１＞
　シリカ微粒子分散液（クォートロンＰＬ－７、平均粒径１２５ｎｍの略球状の一次粒子、固形分濃度２３重量％、扶桑化学工業株式会社製）２８．３質量部、１‐メトキシ‐２‐プロパノール（溶媒）５８．６質量部、１Ｎ塩酸（加水分解触媒）１質量部を撹拌混合し、さらに撹拌しながらテトラエトキシシラン（正珪酸エチル、多摩化学工業株式会社製）１２．１質量部を添加し、引き続き４０℃に保温しながら８時間撹拌してテトラエトキシシランを加水分解し、原液Ａを得た。原液Ａにおいて、シリカ微粒子の質量と、バインダーに含まれる加水分解性シリコン化合物の加水分解縮合生成物の質量との比は、６５：３５であった。
　前述の原液Ａ１６．０ｇ、プロピレングリコール（溶媒）５．０ｇ、１‐メトキシ‐２‐プロパノール（溶媒）７８．５ｇ、塩化アルミニウム水溶液（ＡｌＣｌ3として濃度４７．６質量％、試薬グレードの塩化アルミニウム６水和物（シグマアルドリッチ社製）を脱イオン水に溶解させて調製）０．４ｇ、ＫＰ‐１１２（信越化学株式会社、ポリエーテル型表面改質剤、濃度５０質量％　１‐メトキシ‐２‐プロパノール溶液）０．１ｇを撹拌混合し、実施例１に係るコーティング液を得た。このコーティング液において、シリカ（シリカ微粒子とアルコキシシランに由来）をＳｉＯ2に換算した固形分濃度は１．６質量％であり、ＳｉＯ2に換算したケイ素の酸化物を１００質量部としたときのＡｌ2Ｏ3に換算したアルミニウム化合物は５．０質量部であった。
　参考例１と同様にして作製したレンズアレイのレンズ長さ方向における両端面に実施例１に係るコーティング液をディップコーティングにより塗布して塗膜を形成した。ディップコーティングにおいて、ディップコーターの支持具にクリップでレンズアレイを固定し、容器を満たしている実施例１に係るコーティング液中に浸漬し、２．６ｍｍ／秒の速度で引き上げることによって塗膜を形成した。この塗膜を２００℃で１８００秒間加熱して、レンズアレイのレンズ長さ方向における両端面に反射防止膜を形成した。このようにして、実施例１に係るレンズアレイを得た。
　＜実施例２＞
　塩化アルミニウム水溶液を添加しなかったこと以外は実施例１と同様にして、実施例２に係るコーティング液を得た。実施例１に係るコーティング液の代わりに実施例２に係るコーティング液を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２に係るレンズアレイを得た。
　＜実施例３＞
　各成分の含有率が表３に示す通りになるように各原料の添加量を調整した以外は、実施例２と同様にして実施例３に係るコーティング液を調製した。なお、実施例３に係るコーティング液における固形分の濃度は１．３質量％であった。実施例１に係るコーティング液の代わりに実施例３に係るコーティング液を用い、かつ、ディップコーティングにおける引き上げ速度を２．０ｍｍ／秒に調節したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３に係るレンズアレイを得た。
　＜実施例４＞
　テトラエトキシシランに加えて、メチルトリエトキシシラン（信越化学工業株式会社製）をさらに添加し、かつ、各成分の含有率が表３に示す通りになるように各原料の添加量を調整したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４に係るコーティング液を調製した。アルミニウム化合物としては、塩化アルミニウムの代わりに硝酸アルミニウムを用いた。なお、実施例４に係るコーティング液における固形分の濃度は１．６質量％であった。コーティング液の固形分において、疎水基であるメチル基の含有率は、２．８質量％であった。実施例１に係るコーティング液の代わりに実施例４に係るコーティング液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４に係るレンズアレイを得た。
　＜実施例５＞
　メチルトリエトキシシランを添加せずに、各成分の含有率が表３に示す通りになるように各原料の添加量を調整したこと以外は、実施例４と同様にして実施例５に係るコーティング液を調製した。実施例１に係るコーティング液の代わりに実施例５に係るコーティング液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５に係るレンズアレイを得た。
　＜実施例６＞
　下記の点以外は、実施例１と同様にして、実施例６に係るレンズアレイを得た。固形分濃度が２．５質量％となるように各成分の量を調節して実施例６に係るコーティング液を調製した。ディップコーティングにおいて、実施例１に係るコーティング液の代わりに実施例６に係るコーティング液を用い、ディップコーティングにおける引き上げ速度を１．０ｍｍ／秒に調節した。
　＜実施例７＞
　下記の点以外は、実施例１と同様にして、実施例７に係るレンズアレイを得た。固形分濃度が３．５質量％となるように各成分の量を調節して実施例７に係るコーティング液を調製した。ディップコーティングにおいて、実施例１に係るコーティング液の代わりに実施例７に係るコーティング液を用い、ディップコーティングにおける引き上げ速度を１．０ｍｍ／秒に調節した。
　＜実施例８＞
　テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）（東京化成工業社製）０．６ｇ、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）（東京化成工業社製）１．１８ｇ、０．３質量％のギ酸（キシダ化学社製）０．８２ｇ、中空シリカ粒子含有ゾル（日揮触媒化成社製、製品名：スルーリア４１１０）３ｇ、及びエタノール（キシダ化学社製）２２．４ｇを混ぜ、３５℃で３時間反応させた。用いた中空シリカ粒子含有ゾルは、溶剤を含み、固形分として２５質量％の中空シリカを含有するものであり、個数基準の粒度分布における中空シリカ粒子の平均粒子径は約５０ｎｍであった。中空シリカ粒子のシリカでできたシェルの厚みは１０～２０ｎｍであった。中空シリカ粒子の内部空間の最大寸法は約１０～３０ｎｍであった。中空粒子の屈折率は、１．２５であった。このようにして、実施例８に係るコーティング液を得た。実施例８に係るコーティング液において、ＴＥＯＳに由来する固形分の含有量は、シリカに換算して０．６質量％であり、ＭＴＥＳに由来する固形分であるメチルシルセスキオキサン（ＭｅＳｑ）の含有量が１．６質量％であり、中空シリカ粒子の含有量が２．６質量％であった。実施例８に係るコーティング液の固形分において、質量基準で、ＴＥＯＳ由来のシリカが１３％、ＭＴＥＳに由来するＭｅＳｑが３３％、中空シリカ粒子が５４％含まれていた。なお、中空シリカ粒子の含有量は、中空シリカ粒子含有ゾルのうち固形分が２５質量％であり、その固形分が中空シリカ粒子であると仮定したうえで求めた。また、実施例８に係るコーティング液の調製において加えられたＴＥＯＳの物質量に対するＭＴＥＳの物質量の比は、７／３であった。実施例２に係るコーティング液の代わりに実施例８に係るコーティング液を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例８に係るレンズアレイを得た。図６は、実施例８に係るレンズアレイにおける反射防止膜を模式的に示す断面図である。図６に示す通り、反射防止膜２０は、レンズ１１の長さ方向における端面に接して配置されている。反射防止膜２０は、中空シリカ粒子５３と、バインダー５４とを含み、反射防止膜２０の内部及び反射防止膜２０とレンズ１１の端面との境界にはボイド５５が存在していた。
　（光量測定）
　各実施例のレンズアレイのレンズの作動距離に対応する物体面に平坦な反射板を配置し、光源からの光を反射させて生じた反射光をレンズアレイに入射させ、レンズアレイの像面に対応する位置における光量［ｌｘ］を測定した。波長５３０ｎｍにおける参考例１のレンズアレイを用いた場合の光量を１００とした場合の、波長５３０ｎｍにおける実施例１～７のレンズアレイを用いた場合の光量の相対値を求めた。結果を表４に示す。実施例１、３、４、６、及び７に係るレンズアレイについて、東レ社製のクロスであるトレシー（登録商標）でレンズアレイの端面を４０回擦った後に、光量を同様にして評価した。クロスは乾燥させたものを用いた。実施例１、３、４、６、及び７に係るレンズアレイについて、エタノールをしみこませた布帛でレンズアレイの端面を４０回擦った後に、光量を同様にして評価した。結果を表４に示す。
　（鉛筆硬度）
　鉛筆硬度試験機（Pencil Scratch Hardness Tester Model: 720N, Brand: Sheen Instruments - UK）及び鉛筆（ＵＮＩ、三菱鉛筆、硬度2B～9H）を用いて、日本産業規格（JIS）K 5600-5-4に準拠して、実施例１～８に係るレンズアレイに形成された反射防止膜に対して、鉛筆硬度試験を実施した。この試験において、鉛筆の反射防止膜に対する角度は４５°であり、鉛筆は荷重７５０ｇで押された状態であった。いくつかの水準の硬度を有する鉛筆の芯を、次第に硬度を増しながら反射防止膜に押し付けて動かすことによって鉛筆硬度を測定した。この測定において、鉛筆を動かす速度は１ｍｍ／秒であり、鉛筆を動かす距離は２０ｍｍ以上に調整された。試験後に、反射防止膜に付着した鉛筆芯の粉をエタノールが染み込んだベンコットでふき取り、反射防止膜において試験の結果生じた傷跡を光学顕微鏡で観察した。反射防止膜が取れたひっかき傷が発生する、又は、基板面が露出するように反射防止膜の剥離が起こったときの硬度よりも一段階軟らかい硬度、換言すると、反射防止膜に傷が発生しなかった最大硬度又は基板面が露出する剥離が発生しなかった最大硬度を、反射防止膜の鉛筆硬度として評価した。結果を表４に示す。
　（ＳＥＭ観察）
　電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ）（日立製作所社製、型式：Ｓ‐４５００）を用いて、実施例１～７に係るレンズアレイに形成された反射防止膜の断面を観察した。反射防止膜の１０°斜め上方からの断面におけるＦＥ－ＳＥＭ写真において、シリカ微粒子の平均粒径の１０倍に相当する距離（１２５０ｎｍ）の部位に現れる反射防止膜の表層の凹凸の各凸部の最外部と、反射防止膜に接するレンズアレイの端面との間の反射防止膜の厚み方向における距離を測定し、その距離の算術平均Ｄ１を求めた。さらに、その部位に現れる凸部の数を特定した。その数を１０で除して単位距離におけるシリカ微粒子の充填率ｆを特定した。反射防止膜の厚みＴ１を算術平均Ｄ１と充填率ｆとの積として決定した。結果を表４に示す。加えて、算術平均Ｄ１を求めるために用いられた反射防止膜の部位における基部の厚みの算術平均Ｔ２を求めた。反射防止膜の厚みＴ１から基部の厚みの算術平均Ｔ２を差し引いて低屈折率部の厚みＴ３を決定した。結果を表４に示す。実施例１、６、及び７に係るレンズアレイに形成された反射防止膜の断面のＦＥ－ＳＥＭ写真を、それぞれ、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに示す。
　（反射率測定Ａ）
　オリンパス社製の近赤外顕微分光測定機USPM-RU-Wを用いて、参考例１及び実施例１～７に係るレンズアレイのレンズアレイのレンズ長さ方向における一方の端面の反射率を測定した。この測定では、波長範囲を３８０～１０５０ｎｍの範囲に設定し、１０倍の倍率を有する対物レンズを用いて測定範囲の直径を７０μｍに調整した。加えて、反射率の測定位置は、レンズアレイのレンズの中心位置に調整した。結果を表４に示す。
　（反射率測定Ｂ）
　レンズアレイの代わりにフロートガラス基板を用いたこと以外は実施例１及び３と同様にして、ガラス板の表面に反射防止膜を形成した。加えて、フロートガラス基板の表面に物理蒸着（ＰＶＤ）法によって誘電体多層膜である光学干渉膜を形成し、比較例１に係る反射防止膜を得た。オリンパス社製の近赤外顕微分光測定機USPM-RU-Wを用いて、ガラス板の表面に形成されたこれらの反射防止膜の反射率を測定した。加えて、反射防止膜が形成されていないガラス板の表面の反射率も同様に測定した。この測定では、波長範囲を３８０～１０５０ｎｍの範囲に設定し、倍率１０倍の倍率を有する対物レンズを用いて測定範囲の直径を７０μｍに調整した。結果を表５に示す。
　（塩水噴霧試験）
　JIS C8917:2005を参考に、実施例１～５に係るレンズアレイのレンズ長さ方向における端面に塩水を噴霧する塩水噴霧試験を実施した。この塩水噴霧試験において、レンズアレイの環境温度は３５℃に調節し、塩水として５質量％の塩化ナトリウム水溶液を用いた。加えて、塩水噴霧を９６時間行った。塩水噴霧試験前後におけるレンズアレイの透過率変化量を測定した。この測定には、波長３８０～８５０ｎｍの範囲の光を用い、この範囲における透過率の平均値の変化量を求めた。結果を表５に示す。
　各実施例に係るレンズアレイのレンズの作動距離Ｌ1は５ｍｍ以上であるので、搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器に用いられた場合でも、機器のメンテナンスのために十分なスペースが確保されうる。
　表４に示す通り、参考例１に係るレンズアレイと実施例１～８に係るレンズアレイとの対比によれば、レンズアレイのレンズの端面に反射防止膜が形成されることによりレンズアレイを通過する光量を大きくできることが理解される。このため、反射防止膜の形成は、作動距離Ｌ1が大きいことによる光量の低下を抑制する観点から有利であると考えられる。加えて、実施例１、３、４、６、及び７に係るレンズアレイの反射防止膜を所定の布帛で擦ってもレンズアレイを通過する光量が大きく保たれることが理解される。反射率測定Ａの結果によれば、実施例１～７に係るレンズアレイの反射防止膜によって、参考例１に係るレンズアレイに比べてレンズ長さ方向における端面の反射率が低下することが理解される。
　特に、実施例３によれば、反射防止膜が高い反射防止性能を発揮でき、レンズアレイを通過する光量を大きくできることが理解される。
　実施例４によれば、反射防止膜が所定の反射防止性能を発揮しつつ、反射防止膜が高い鉛筆硬度を有し、反射防止膜の耐傷性が高いことが示唆される。
　表５に示す通り、実施例１及び３に係るコーティング液によって形成された反射防止膜は、波長５３０ｎｍ、波長７００ｎｍ、波長９００ｎｍ、及び波長１０００ｎｍにおいて、この反射防止膜が形成されていないガラス板に比べて反射率を低減しうる。加えて、これらの反射防止膜によれば、比較例１に見られるような波長の増加に伴って反射率が急激に高くなることを防止でき、近赤外線領域の波長においても反射防止特性を発揮しうることが理解される。
　表４に示す通り、実施例１と実施例２との対比によれば、実施例１において塩水噴霧試験前後での透過率変化量が小さく、実施例１に係るレンズアレイの反射防止膜は、実施例２に係るレンズアレイの反射防止膜に比べて、高い耐薬品性、特に高い耐アルカリ性を有していることが理解される。反射防止膜のバインダーにアルミニウム化合物が含まれていることは、耐薬品性、特に耐アルカリ性を高める観点から有利であると理解される。実施例４と実施例５との対比によれば、実施例４において塩水噴霧試験前後での透過率変化量が小さく、実施例４に係るレンズアレイの反射防止膜は、実施例５に係るレンズアレイの反射防止膜に比べて、高い耐薬品性、特に高い耐アルカリ性を有していることが理解される。反射防止膜のバインダーにメチル基等の疎水基が含まれていることは、耐薬品性、特に耐アルカリ性を高める観点から有利であることと理解される。
　図５Ａ～図５Ｃに示す通り、実施例１、６、及び７に係るレンズアレイに形成された反射防止膜の表層には、シリカ微粒子が単層又は複層をなすように配置されて凹凸を有する低屈折率部が形成されていた。シリカの屈折率を考慮すると、低屈折率部の屈折率は、レンズアレイのレンズの中心軸線における屈折率ｎ0より低いと理解される。加えて、この表層の凹凸とレンズアレイとの間には基部が形成されており、基部においてバインダーが相をなしていた。反射防止膜の基部にはバインダーが多く含まれており、基部におけるバインダーの含有率は、質量基準で、低屈折率部におけるバインダーの含有率よりも高いと考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005

Claims (17)

  1. 　搬送されている被検査物からの反射光によって欠点の有無を検査する機器に用いられるレンズアレイであって、
    　前記被検査物の搬送方向である第一方向及び前記搬送方向に垂直な第二方向に配列され、前記反射光を集光させる複数のレンズと、
    　前記レンズ同士を固定する接着部と、
    　前記複数のレンズ及び前記接着部を収容している筐体と、
    　反射防止膜と、を備え、
    　前記反射防止膜は、前記レンズの屈折率以下の屈折率を有する微粒子と、バインダーとを含み、前記反射光が入射する前記レンズの第一面及び前記第一面に入射した光が出射される前記レンズの第二面からなる群より選ばれる少なくとも１つに接して配置されており、
    　前記バインダーは、前記微粒子を前記第一面又は前記第二面に接着させている、
    　レンズアレイ。
  2. 　前記レンズは、屈折率分布型レンズである、
    　請求項１に記載のレンズアレイ。
  3. 　前記反射防止膜は、前記微粒子によって形成された凹凸を含む表層を有する、
    　請求項１又は２に記載のレンズアレイ。
  4. 　前記反射防止膜は、前記反射防止膜の厚み方向における前記凹凸と前記レンズとの間に基部を含み、
    　前記バインダーは、前記基部において前記微粒子同士の間で層をなしている、
    　請求項３に記載のレンズアレイ。
  5. 　前記反射防止膜と前記レンズとの間には、シリコン原子が関与する結合が形成されている、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  6. 　前記微粒子は、シリカを主成分として含む、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  7. 　前記微粒子と前記バインダーとの間には、シリコン原子が関与する結合が形成されている、
    　請求項６に記載のレンズアレイ。
  8. 　前記微粒子は、８０～６００ｎｍの平均粒径を有する、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  9. 　前記反射防止膜は、８０～８００ｎｍの膜厚を有する、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  10. 　前記反射防止膜における前記バインダーの含有率は、５～６４質量％であり、
    　前記反射防止膜における前記微粒子の含有率は、３５～９０質量％である、
    　請求項１～９のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  11. 　前記バインダーは、疎水基を含んでいる、
    　請求項１～１０のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  12. 　前記バインダーにおける前記疎水基の含有率は、１０質量％以下である。
    　請求項１１に記載のレンズアレイ。
  13. 　前記バインダーは、アルミニウム化合物を含んでいる、
    　請求項１～１２のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  14. 　前記反射防止膜における前記アルミニウム化合物の含有率は、前記アルミニウム化合物をＡｌ2Ｏ3に換算して７質量％以下である、
    　請求項１３に記載のレンズアレイ。
  15. 　前記レンズは、１５ｍｍ以上の作動距離を有する、
    　請求項１～１４のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  16. 　前記レンズは、モル％で示して、
    　４０％≦ＳｉＯ2≦６５％
    　０％≦ＴｉＯ2≦１０％
    　０．１％≦ＭｇＯ≦２２％
    　０．１５％≦ＺｎＯ≦１５％
    　０．５％≦Ｌｉ2Ｏ≦１５％
    　２％≦Ｎａ2Ｏ≦２０％
    　０％≦Ｂ2Ｏ3≦２０％
    　０％≦Ａｌ2Ｏ3≦１０％
    　０％≦Ｋ2Ｏ≦３％
    　０％≦Ｃｓ2Ｏ≦３％
    　０％≦Ｙ2Ｏ3≦５％
    　０％≦ＺｒＯ2≦２％
    　０％≦Ｎｂ2Ｏ5≦５％
    　０％≦Ｉｎ2Ｏ3≦５％
    　０％≦Ｌａ2Ｏ3≦５％
    　０％≦Ｔａ2Ｏ5≦５％、を含む中心部を有する、
    　請求項１～１５のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
  17. 　前記複数のレンズは、前記第二方向に複数の列をなしている、
    　請求項１～１６のいずれか１項に記載のレンズアレイ。
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