專(zhuān)利名稱(chēng)：折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物、折射率分布型透鏡及其制造方法、和光學(xué)制品及光 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成分中不含鉛、且適于制造耐候性優(yōu)良的折射率分布型透鏡的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物。另外，本發(fā)明涉及利用這樣的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物所得到的折射率分布型透鏡及其制造方法、和具備上述折射率分布型透鏡的光學(xué)制品及光學(xué)設(shè)備。

背景技術(shù)：
折射率分布型透鏡(gradient index lens)是具有棒狀或纖維狀形狀的透鏡，其截面內(nèi)具有自中心部朝向周邊部而變化的折射率分布，例如被廣泛應(yīng)用于內(nèi)診鏡及光通信設(shè)備等光學(xué)制品、光學(xué)設(shè)備之類(lèi)。另外，折射率分布型透鏡作為將該透鏡排列成陣列狀的透鏡陣列，廣泛應(yīng)用于復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、LED打印機(jī)等所具備的成像光學(xué)元件。
折射率分布型透鏡可利用例如離子交換法來(lái)制造。具體而言，在離子交換法中，將成形為棒狀或纖維狀的母體玻璃組合物(玻璃纖維)浸漬到熔鹽(molten salt)中，并將上述組合物中所含的堿金屬元素、和熔鹽中所含的堿金屬元素(兩元素的種類(lèi)彼此不同)在離子的相互擴(kuò)散作用下進(jìn)行交換，由此，對(duì)玻璃纖維內(nèi)部賦予折射率分布，作成折射率分布型透鏡。
文獻(xiàn)1(特公昭51-21594號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了一種將含有Cs的玻璃纖維在硝酸鉀熔鹽中進(jìn)行離子交換而得到的色差小的折射率分布型透鏡。文獻(xiàn)2(特公昭59-41934號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了一種含有Li2O及Na2O且適用于制造孔徑角大的折射率分布型透鏡的玻璃組合物。文獻(xiàn)3(特公平7-88234號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了一種含有Li2O及Na2O的折射率分布型透鏡用玻璃組合物，該玻璃組合物通過(guò)將兩者的摩爾比設(shè)定在規(guī)定的范圍，可制造具有13°以上的孔徑角及90％以上的有效視角面積率的折射率分布型透鏡。
但是，近年來(lái)考慮到環(huán)境問(wèn)題，正在尋求實(shí)質(zhì)上不含鉛的無(wú)鉛透鏡，本申請(qǐng)人例如在文獻(xiàn)4(特開(kāi)2001-139341號(hào)公報(bào))、文獻(xiàn)5(特開(kāi)2002-121048號(hào)公報(bào))、文獻(xiàn)6(特開(kāi)2002-211947號(hào)公報(bào))、及文獻(xiàn)7(特開(kāi)2002-284543號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了一種實(shí)質(zhì)上不含鉛的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物。
但是，在使用實(shí)質(zhì)上不含鉛的玻璃組合物來(lái)制造孔徑角大的折射率分布型透鏡的情況下，有時(shí)制造得到的透鏡的特性特別是耐候性降低。這是由于為了不含有使透鏡孔徑角增大所需成分的鉛，就需要增大同樣具有使孔徑角增大的作用的Li的含量，伴隨于此，玻璃組合物中的堿離子的移動(dòng)容易度(易動(dòng)度)就增大。與之相對(duì)，本申請(qǐng)人通過(guò)添加抑制堿離子移動(dòng)的Ba、Sr、Ca、及Mg等并且對(duì)Li的含量進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，開(kāi)發(fā)了一種不僅實(shí)質(zhì)上不含有鉛并且抑制了堿離子的易動(dòng)度的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，該母體玻璃組合物公開(kāi)于文獻(xiàn)8(特開(kāi)2005-289775號(hào)公報(bào))。
文獻(xiàn)8中公開(kāi)的玻璃組合物中堿離子的易動(dòng)度被抑制，通過(guò)使用該組合物，由此，與采用了現(xiàn)有的Li類(lèi)無(wú)鉛玻璃組合物的情況相比，可制造耐候性、強(qiáng)度、及孔徑角的再現(xiàn)性等諸特性都優(yōu)良的折射率分布型透鏡。但是，其耐候性特別是在有水存在的環(huán)境下，并非能說(shuō)是充分的，從而期望進(jìn)一步的改善。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種實(shí)質(zhì)上不含鉛的Li類(lèi)折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物、是能夠制造耐候性尤其在有水存在的環(huán)境下的耐候性(耐水性)優(yōu)良的折射率分布型透鏡的玻璃組合物。
另外，本發(fā)明的目的在于，提供一種由這樣的玻璃組合物所制造的耐候性尤其耐水性優(yōu)良的折射率分布型透鏡及其制造方法、和具備該透鏡的光學(xué)制品及光學(xué)設(shè)備。
本發(fā)明的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物(下面簡(jiǎn)稱(chēng)為“母體玻璃組合物”)，以摩爾％表示而包含 40≤SiO2≤65 1≤TiO2≤10 0.1≤MgO≤22 0.15≤ZnO≤15 2≤Li2O≤18 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， 并包含從CaO、SrO及BaO中選擇的至少兩個(gè)，且各自在0.1摩爾％以上15摩爾％以下， 以摩爾％表示且為 2≤MgO+ZnO 0.07≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93 6≤Li2O+Na2O≤38 0≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤11。
本發(fā)明的折射率分布型透鏡，是通過(guò)利用離子交換法對(duì)上述本發(fā)明的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物所構(gòu)成的玻璃纖維賦予折射率分布而得到的透鏡。
本發(fā)明的光學(xué)制品，其具備上述本發(fā)明的折射率分布型透鏡。
本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備，其具備上述本發(fā)明的光學(xué)制品。
本發(fā)明的折射率分布型透鏡的制造方法，將由包含成分為堿金屬元素的氧化物的玻璃組合物所構(gòu)成的玻璃纖維浸漬到包含與所述元素不同的堿金屬元素的熔鹽中，通過(guò)對(duì)所述玻璃纖維中的所述元素和所述熔鹽中的所述元素進(jìn)行離子交換處理，從而對(duì)所述玻璃纖維賦予折射率分布，其中， 所述玻璃組合物，以摩爾％表示而包含 40≤SiO2≤65 1≤TiO2≤10 0.1≤MgO≤22 0.15≤ZnO≤15 2≤Li2O≤18 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， 并包含從CaO、SrO及BaO中選擇的至少兩個(gè)，且各自在0.1摩爾％以上15摩爾％以下， 以摩爾％表示且為 2≤MgO+ZnO 0.07≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93 6≤Li2O+Na2O≤38 0≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤11。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在文獻(xiàn)8所記載的母體玻璃組合物中重新將ZnO作為必要成分，并且對(duì)ZnO及MgO的合計(jì)含有率以及ZnO和MgO的含有比進(jìn)行控制，就能夠提高由該玻璃組合物所制造出的折射率分布型透鏡的耐候性，從而完成了本發(fā)明。
通常，通過(guò)添加ZnO來(lái)改善硅酸鹽類(lèi)玻璃的耐候性，作為將玻璃組合物中的堿成分和ZnO進(jìn)行置換的案例，例如有V.Dimbleby，andW.E.S.TurnerJournal of the Society of Glass Technology，10，304(1926)等報(bào)告例。但是，已知在硅酸鹽類(lèi)玻璃中堿成分的含量的大小對(duì)其耐候性有影響，在由非堿成分的Zn置換玻璃中的堿成分時(shí)，該玻璃的耐候性改善可以說(shuō)是極自然的現(xiàn)象。
另一方面，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象與其完全不同。本發(fā)明中，并非堿成分而將MgO的一部分置換為ZnO。通過(guò)Li系母體玻璃組合物的這樣的置換，可提高離子交換后得到的折射率分布型透鏡的耐候性特別是耐水性的現(xiàn)象，目前全然不了解。
即，根據(jù)控制了MgO及ZnO的含量的本發(fā)明的母體玻璃組合物，可得到諸特性優(yōu)良的、相對(duì)于文獻(xiàn)8中記載的Li系無(wú)鉛折射率分布型透鏡進(jìn)一步提高了耐候性的折射率分布型透鏡。另外，根據(jù)得到的透鏡，可形成耐候性優(yōu)良的高性能的折射率分布型透鏡陣列，例如可實(shí)現(xiàn)環(huán)境劣化、經(jīng)時(shí)劣化少的耐久性優(yōu)良的高品質(zhì)的光學(xué)制品或光學(xué)設(shè)備。



圖1是表示具備本發(fā)明的折射率分布型透鏡的光學(xué)制品即透鏡陣列的構(gòu)成之一例的示意圖； 圖2是表示具備本發(fā)明的一種光學(xué)制品的透鏡陣列的光學(xué)設(shè)備(掃描儀)之一例的示意圖； 圖3是表示具備本發(fā)明的一種光學(xué)制品的透鏡陣列的光學(xué)設(shè)備(光打印機(jī))之一例的示意圖。

具體實(shí)施例方式 (折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物) 本發(fā)明的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，以摩爾％表示而包含 40≤SiO2≤65 1≤TiO2≤10 0.1≤MgO≤22 0.15≤ZnO≤15 2≤Li2O≤18 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， 并包含從CaO、SrO及BaO中選擇的至少兩個(gè)，且各自在0.1摩爾％以上15摩爾％以下， 以摩爾％表示且為 2≤MgO+ZnO 0.07≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93 6≤Li2O+Na2O≤38 0≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤11。
對(duì)本發(fā)明的母體玻璃組合物說(shuō)明組成的限定理由。下面的敘述中，表示組成的“％”表示全部為摩爾％。
(SiO2) SiO2是形成玻璃的網(wǎng)眼構(gòu)造的必要成分。SiO2的含有率不足40％時(shí)，離子交換后用于發(fā)現(xiàn)折射率分布型透鏡的光學(xué)特性所需的其它成分的含有率就相對(duì)增大，從而容易產(chǎn)生失透。另外，該含有率不足40％時(shí)，玻璃組合物的化學(xué)的耐久性顯著降低。另一方面，若該含有率超過(guò)65％，則上述其它成分例如用于形成折射率分布的堿成分及折射率增加成分、物性值調(diào)節(jié)成分等的含有率受到限制，要作成實(shí)用的母體玻璃組合物變得困難。因此，將SiO2的含有率設(shè)為40％以上65％以下。
(TiO2) TiO2是具有使母體玻璃組合物的折射率增大的作用的必要成分。通過(guò)增大母材玻璃組合物的折射率，可增大由該玻璃組合物得到的折射率分布型透鏡的中心折射率，且可增大孔徑角θ。另外，通過(guò)增加TiO2的含有率，可使折射率分布型透鏡的折射率分布接近更理想的狀態(tài)，使制造解像度優(yōu)良的透鏡成為可能。在TiO2的含有率為10％時(shí)，沒(méi)有觀察到得到的透鏡的解像度降低，但在不足1％時(shí)，解像度明顯降低，不能得到實(shí)用的透鏡。另一方面，當(dāng)該含有率超過(guò)10％時(shí)，著色增強(qiáng)，從而色差增大，不能得到實(shí)用的透鏡。因此，為得到解像度高色差小的透鏡，將TiO2的含有率設(shè)為1％～10％(1％以上10％以下，也就是，a％～b％是指a％以上b％以下)。該含有率優(yōu)選為2％～8％。
(MgO) MgO是具有使母體玻璃組合物的融溶溫度降低且使離子交換后的透鏡中心部和周邊部之間的折射率差(Δn)增大的作用的必要成分。若MgO的含有率超過(guò)22％，則容易產(chǎn)生失透。另外，即使超過(guò)22％含有MgO，也使其它成分的含有率過(guò)度地減少而不能得到實(shí)用的玻璃組合物。因此，MgO的含有率為0.1％～22％。
通過(guò)設(shè)為2％以上的含有率，可實(shí)現(xiàn)充分的折射率差，另外，為了進(jìn)一步降低堿離子的易動(dòng)度，通過(guò)設(shè)為2％以上的含有率，能夠更適宜地控制堿土類(lèi)金屬氧化物(CaO、SrO、BaO)的含有率，因此，優(yōu)選MgO的含有率為2％以上。即，MgO的含有率優(yōu)選2％～22％，更優(yōu)選2％～16％。
(ZnO、MgO+ZnO、ZnO/(MgO+ZnO)) ZnO是具有提高母體玻璃組合物以及該組合物離子交換后所得到的折射率分布型透鏡的耐候性的作用的必要成分，在本發(fā)明中，是為置換MgO的一部分而添加的成分。
為得到耐候性優(yōu)良的母體玻璃組合物或折射率分布型透鏡，需要使ZnO的含有率為0.15％～15％。此時(shí)，只要將MgO及ZnO的合計(jì)含有率(MgO+ZnO)設(shè)為2％以上，用ZnO/(MgO+ZnO)表現(xiàn)MgO和ZnO的含量比(摩爾比)，設(shè)定為0.07≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93即可。
為得到更高的耐候性，優(yōu)選將ZnO的含有率設(shè)為3％～15％。此時(shí)，只要MgO+ZnO為6％以上即可，根據(jù)各自的含有率的范圍而MgO和ZnO的含量的下限為0.12，即0.12≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93。從抗失透性的觀點(diǎn)看，ZnO的含有率優(yōu)選為8％以下。
另外，為得到更進(jìn)一步高的耐候性，優(yōu)選將ZnO的含有率設(shè)為4％～15％，優(yōu)選MgO+ZnO為6％以上，更優(yōu)選6％～22％。MgO+ZnO也可以為15％以下。另外，優(yōu)選將ZnO/(MgO+ZnO)設(shè)為0.07～0.9，更優(yōu)選0.25～0.85、0.25～0.8、0.3～0.8的程度。
(Li2O) Li2O是必要成分，是用于通過(guò)將本發(fā)明的母體玻璃組合物進(jìn)行離子更換來(lái)得到折射率分布型透鏡的最重要的成分之一。若Li2O的含有率不足2％，則通過(guò)進(jìn)行離子交換不能發(fā)現(xiàn)充分的濃度分布、即充分的折射率分布，從而不能得到折射率分布型透鏡。另一方面，若該含有率超過(guò)18％，則容易產(chǎn)生失透，不僅母體玻璃組合物難以形成，而且即使能夠形成玻璃組合物，其耐候性也不良。因此，將Li2O的含有率設(shè)為2％～18％。Li2O的含有率優(yōu)選2％～12％，更優(yōu)選2％以上且不足12％，進(jìn)一步優(yōu)選5％～12％、5％以上而不足12％的程度。
(Na2O) Na2O是必要成分，其具有使母體玻璃組合物的融溶溫度降低，并在將本發(fā)明的母體玻璃組合物進(jìn)行離子交換時(shí)利用所謂的混合堿效果可將離子的易動(dòng)度保持在適度，且輔助該組合物中的Li和熔鹽中的離子(交換種)的離子交換的作用。通過(guò)將離子交換時(shí)的離子的易動(dòng)度保持在適度，可適度地調(diào)節(jié)離子交換速度，且可調(diào)節(jié)所得到的折射率分布型透鏡的光學(xué)特性。在Na2O的含有率不足2％的情況下，母體玻璃組合物的融溶溫度顯著上升，難以形成玻璃纖維。另外，在離子交換時(shí)，不能充分得到將離子的易動(dòng)度保持在適度的效果。另一方面，若該含有率超過(guò)20％，則作為母體玻璃組合物的化學(xué)的耐久性降低，欠缺實(shí)用性。因此，將Na2O的含有率設(shè)為2％～20％。該含有率優(yōu)選2％～15％，更優(yōu)選5％～15％。
(Li2O+Na2O) 本發(fā)明的母體玻璃組合物中，將Li2O及Na2O的合計(jì)含有率(Li2O+Na2O)設(shè)為6％～38％。通過(guò)將Li2O+Na2O設(shè)定在該范圍，可在形成折射率分布型透鏡時(shí)得到良好的解像度。Li2O+Na2O優(yōu)選6％以上而不足32％，更優(yōu)選6％以上而不足27％，特別優(yōu)選10％以上而不足27％。
(Li2O/Na2O) 本發(fā)明的母體玻璃組合物中，Li2O和Na2O的含量比(摩爾比)以Li2O/Na2O表現(xiàn)而優(yōu)選0.7～2。例如在作為折射率分布型透鏡要求高的解像度時(shí)，可以將上述比設(shè)為0.7～1.5。在該范圍內(nèi)可得到最優(yōu)良的解像度。另外，在作為折射率分布型透鏡要求大的孔徑角θ時(shí)，可以將上述比設(shè)為1.0～2.0。在該范圍內(nèi)，可使透鏡的孔徑角θ極大。
(CaO、SrO、BaO) CaO、SrO及BaO是具有減小本發(fā)明的母體玻璃組合物中的堿離子的易動(dòng)度的作用的重要成分之一。本發(fā)明的母體玻璃組合物含有從CaO、SrO及BaO中選擇的至少兩個(gè)，且各自的含有率為0.1％～15％。若從CaO、SrO及BaO中選擇的兩個(gè)的含有率不足0.1，則殘留的一個(gè)氧化物的含有率相對(duì)增大，而使熵(entropy)降低，容易產(chǎn)生該氧化物引起的結(jié)晶，且容易產(chǎn)生失透。另一方面，若從CaO、SrO及BaO中選擇的至少一個(gè)的氧化物的含有率超過(guò)15％，則容易產(chǎn)生上述至少一個(gè)的氧化物引起的結(jié)晶，且容易產(chǎn)生失透。因此，本發(fā)明中，母體玻璃組合物含有從CaO、SrO及BaO中選擇的至少兩個(gè)的堿土類(lèi)金屬氧化物，且它們各自的含有率為0.1％～15％。該至少兩個(gè)氧化物的含有率分別優(yōu)選2％～12％。
BaO、SrO、CaO使堿離子的易動(dòng)度降低的效果按順序一個(gè)比一個(gè)高。因此，優(yōu)選將SrO及BaO的含有率分別設(shè)為0.1％～15％，將CaO的含有率設(shè)為0％～15％。另外，更優(yōu)選將SrO及BaO的含有率分別設(shè)為2％～12％，將CaO的含有率設(shè)為0％～15％。
更具體地說(shuō)，本發(fā)明的母體玻璃組合物優(yōu)選含有SrO及BaO各0.1％～15％，更優(yōu)選含有SrO及BaO各2％～12％。
即使是少量BaO，也可能會(huì)減小母體玻璃組合物中的堿離子的易動(dòng)度，通過(guò)將SrO與BaO一起添加，可抑制成形母體玻璃組合物時(shí)的結(jié)晶化。即，通過(guò)將Ba的一部分置換為Sr，可抑制生成例如含有Ba-Ti-O的結(jié)晶，并可抑制成形時(shí)的結(jié)晶化(失透)。
另外，母體玻璃組合物中可容許的堿離子的易動(dòng)度隨著該組合物形成的玻璃纖維的線徑而不同，因此，考慮到生產(chǎn)成本，只要根據(jù)得到的折射率分布型透鏡的透鏡線徑來(lái)選擇BaO、SrO及CaO的含有率即可。
本發(fā)明的母體玻璃組合物中的CaO、SrO及BaO的合計(jì)含有率(CaO+SrO+BaO)優(yōu)選2％～25％，更優(yōu)選4％～20％。
本發(fā)明的母體玻璃組合物中的MgO、CaO、SrO及BaO的合計(jì)含有率(MgO+CaO+SrO+BaO)優(yōu)選5％～47％，更優(yōu)選5％～36％。
從與上述不同的觀點(diǎn)看，本發(fā)明的母體玻璃組合物中，從CaO/(CaO+SrO+BaO)、SrO/(CaO+SrO+BaO)、及BaO/(CaO+SrO+BaO)中所選擇的至少兩個(gè)以上的值，優(yōu)選為0.1以上；上述至少兩個(gè)以上的值更優(yōu)選為0.2以上。若從CaO/(CaO+SrO+BaO)、SrO/(CaO+SrO+BaO)、及BaO/(CaO+SrO+BaO)中所選擇的至少兩個(gè)以上的值不足0.1，則殘留的一個(gè)值增大，即從CaO、SrO及BaO中選擇的特定的一個(gè)氧化物的含有率相對(duì)增大，而使熵降低，容易產(chǎn)生該氧化物引起的結(jié)晶，且容易產(chǎn)生失透。
本發(fā)明的母體玻璃組合物也可以還含有下記成分。
(B2O3) B2O3是形成玻璃的網(wǎng)眼構(gòu)造的任意成分，具有使所得到的折射率分布型透鏡的解像度及孔徑角θ幾乎不變化、促進(jìn)母體玻璃組合物的玻璃化、并調(diào)節(jié)其粘性的作用。另外，雖然其量極少，但也具有減緩母體玻璃組合物的離子交換速度的作用。
就B2O3而言，例如上述的各必要成分的含有率在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但在作為組合物進(jìn)行觀察時(shí)一部分成分的含有率相對(duì)增大而使作為玻璃的穩(wěn)定性降低(例如容易產(chǎn)生失透)的情況下，也可以添加。通過(guò)添加B2O3，可不改變必要成分間的含有率的比例而減小相對(duì)增大了的上述一部分成分的含有率。
可不改變所得到的添加的解像度和孔徑角θ而能添加的B2O3的含有率為20％以下。因此，將B2O3的含有率設(shè)為0％～20％。該含有率優(yōu)選0％～10％，在本發(fā)明的母體玻璃組合物含有B2O3時(shí)，其含有率優(yōu)選1％～10％。
(Al2O3) 本發(fā)明的母體玻璃組合物也可以含有作為任意成分的Al2O3，其含有率為0％～10％。
(SiO2+TiO2+B2O3+Al2O3) 本發(fā)明的母體玻璃組合物中的SiO2、TiO2、B2O3及Al2O3的合計(jì)含有率(SiO2+TiO2+B2O3+Al2O3)優(yōu)選41％～70％，更優(yōu)選50％～70％。
(Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5) 為了調(diào)整離子交換后得到的折射率分布型透鏡的折射率或提高耐候性，本發(fā)明的母體玻璃組合物也可以包含上述各成分。這些各成分的含有率只要以合計(jì)計(jì)為0％～11％即可，在本發(fā)明的母體玻璃組合物包含這些成分的情況下，其含有率合計(jì)優(yōu)選0.2％～6％。另外，如文獻(xiàn)8(特開(kāi)2005-289775號(hào)公報(bào))所記載，優(yōu)選將這些各成分的含有率和ZnO的含有率的合計(jì)設(shè)為15％。
Y2O3的含有率優(yōu)選0％～5％。
ZrO2的含有率優(yōu)選0％～2％，在本發(fā)明的母體玻璃組合物含有ZrO2的情況下，其含有率優(yōu)選0.2％～2％。
Nb2O5、In2O3、La2O3及Ta2O5的含有率分別優(yōu)選0％～5％。
(K2O、Cs2O) K2O及Cs2O與MgO、CaO、SrO及BaO相同，是具有利用混合堿效果(mixed alkali effect)減小堿離子的易動(dòng)度的作用的任意成分。K2O及Cs2O的含有率分別優(yōu)選0％～3％。
(其它成分) 本發(fā)明的母體玻璃組合物也可以含有0％～10％的作為其它成分的GeO2。另外，作為添加物，還可以含有各自為0％～1％的SnO2、As2O3、Sb2O3。
本發(fā)明的母體玻璃組合物也可以由上述示例的各成分實(shí)質(zhì)地構(gòu)成。該情況下，玻璃組合物所含的各成分的含有率、以及各成分的含有率間的關(guān)系(合計(jì)及含量比)只要按照上述的各規(guī)定即可。
另外，“實(shí)質(zhì)地構(gòu)成”是指容許含有率不足0.1％的雜質(zhì)。
(鉛) 本發(fā)明的母體玻璃組合物實(shí)質(zhì)上不含鉛(作為代表的組成為PbO)。另外，實(shí)用本發(fā)明的母體玻璃組合物形成的折射率分布型透鏡實(shí)質(zhì)上也不含鉛。而且，本說(shuō)明書(shū)中的“實(shí)質(zhì)上不含”是指含有率不足0.1摩爾％。
下面表示本發(fā)明的母體玻璃組合物的具體的組成例。
本發(fā)明的母體玻璃組合物，例如用摩爾％表示而包含 40≤SiO2≤65 1≤TiO2≤10 2≤MgO≤22 4≤ZnO≤15 0≤CaO≤15 0.1≤SrO≤15 0.1≤BaO≤15 2≤Li2O＜12 2≤Na2O≤15 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， 用摩爾％表示，還可以是 6≤MgO+ZnO 0.25≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.85 2≤CaO+SrO+BaO≤25 5≤MgO≤CaO≤SrO≤BaO≤47 6≤Li2O+Na2O＜27 41≤SiO2+TiO2+B2O3+Al2O3≤70 0≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤11。
另外，例如本發(fā)明的母體玻璃組合物，用摩爾％表示而包含 40≤SiO2≤65 1≤TiO2≤10 2≤MgO≤16 4≤ZnO≤8 0≤CaO≤15 2≤SrO≤12 2≤BaO≤12 5≤Li2O＜12 5≤Na2O≤15 0≤B2O3≤10 0≤Al2O3≤10 0≤K2O≤3 0≤Cs2O≤3 0≤Y2O3≤5 0.2≤ZrO2≤2 0≤Nb2O5≤5 0≤In2O3≤5 0≤La2O3≤5 0≤Ta2O5≤5， 用摩爾％表示，還可以是 6≤MgO+ZnO≤22 0.25≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.8 4≤CaO+SrO+BaO≤20 5≤MgO+CaO+SrO+BaO≤36 10≤Li2O+Na2O＜27 0.7≤Li2O/Na2O≤2 50≤SiO2+TiO2+B2O3+Al2O3≤70 0.2≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤6。
另外，例如本發(fā)明的母體玻璃組合物，用摩爾％表示而包含 40≤SiO2≤65 2≤TiO2≤8 2≤MgO≤16 4≤ZnO≤8 0≤CaO≤15 2≤SrO≤12 2≤BaO≤12 5≤Li2O＜12 5≤Na2O≤15 0≤B2O3≤10 0≤Al2O3≤10 0≤K2O≤3 0≤Cs2O≤3 0≤Y2O3≤5 0.2≤ZrO2≤2 0≤Nb2O5≤5 0≤In2O3≤5 0≤La2O3≤5 0≤Ta2O5≤5， 用摩爾％表示，還可以是 6≤MgO+ZnO≤22 0.25≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.8 4≤CaO+SrO+BaO≤20 5≤MgO+CaO+SrO+BaO≤36 10≤Li2O+Na2O＜27 0.7≤Li2O/Na2O≤2 50≤SiO2+TiO2+B2O3+Al2O3≤70 0.2≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤6。
(折射率分布型透鏡和其制造方法) 本發(fā)明的折射率分布型透鏡是通過(guò)離子交換法對(duì)由上述的本發(fā)明的母體玻璃組合物構(gòu)成的玻璃纖維賦予折射率分布所得到的透鏡，耐候性特別是在有水存在的環(huán)境下的耐候性(耐水性)優(yōu)良。另外，本發(fā)明的透鏡是可實(shí)現(xiàn)高的解像度及大的孔徑角θ的、光學(xué)特性優(yōu)良的無(wú)鉛折射率分布型透鏡。本發(fā)明的透鏡的用途沒(méi)有特別限定，例如可用于以下所示的光學(xué)制品或光學(xué)設(shè)備。另外，本發(fā)明的透鏡由于依賴(lài)于使用光源的波長(zhǎng)的色差小，故作為彩色掃描器用途特別好。
本發(fā)明的折射率分布型透鏡也可以具有用于除去由透鏡的側(cè)面反射具有比孔徑角θ大的入射角的入射光而產(chǎn)生的噪聲光(所謂的白噪聲(雜散光))的構(gòu)造。作為這種構(gòu)造，例如舉出設(shè)于透鏡側(cè)面的吸收層或散射層。具體而言，也可以為在透鏡的側(cè)面配置了成為吸收層的著色層的、具有纖芯/包層構(gòu)造的透鏡、或者為在側(cè)面設(shè)置了成為散射層的微細(xì)的凹凸部的透鏡。
本發(fā)明的折射率分布型透鏡例如可通過(guò)本發(fā)明的折射率分布透鏡的制造方法形成。
本發(fā)明的制造方法中，將由包含成分為堿金屬元素的氧化物的玻璃組合物所構(gòu)成的玻璃纖維浸漬到包含與該元素不同的堿金屬元素的熔鹽中，通過(guò)對(duì)玻璃纖維中的上述堿金屬元素和熔鹽中的上述堿金屬元素進(jìn)行離子交換處理，從而對(duì)上述玻璃纖維賦予折射率分布。在此，構(gòu)成玻璃纖維的玻璃組合物是上述的本發(fā)明的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物。
玻璃纖維的離子交換處理只要按照公知的方法進(jìn)行即可。
(光學(xué)制品及光學(xué)設(shè)備) 本發(fā)明的光學(xué)制品的種類(lèi)及構(gòu)成只要具備上述的本發(fā)明的折射率分布型透鏡就沒(méi)有特別限定。作為光學(xué)制品，例如舉出將兩個(gè)以上的本發(fā)明的折射率分布型透鏡按照其光軸為彼此大致平行的方式排列成陣列狀的透鏡陣列。通過(guò)具備光學(xué)特性優(yōu)良的本發(fā)明的透鏡的透鏡陣列，可將各透鏡的直徑減小，同時(shí)可得到寬范圍的等倍正像。
在將本發(fā)明的折射率分布型透鏡矩陣狀排列而構(gòu)成透鏡陣列的情況下，其排列方法沒(méi)有特別限定，例如考慮0維～2維的排列。另外，0維的排列是指例如將一個(gè)透鏡單獨(dú)配置來(lái)使用作為光學(xué)元件。
圖1表示將本發(fā)明的透鏡2維矩陣狀排列而形成的透鏡陣列之一例。
圖1所示的透鏡陣列10具備2以上的本發(fā)明的折射率分布型透鏡10，各透鏡11按照透鏡11的光軸彼此大致平行的方式整齊排列，使其與一對(duì)FRP基板12及黑色樹(shù)脂13一起被一體化。這樣的透鏡陣列10可如下形成，即，在一FRP基板12的表面大致平行地整齊排列兩個(gè)以上的透鏡11并利用另一FRP基板12夾持透鏡11，之后向一對(duì)FRP基板12間的空間充填黑色樹(shù)脂13，且使整體一體化，進(jìn)而研磨透鏡11的端面。
具備本發(fā)明的透鏡的透鏡陣列的構(gòu)成不限于圖1所示的例子。用于構(gòu)成透鏡陣列的各部分所使用的材料等只要與透鏡陣列中通常使用的材料相同即可。另外，透鏡11的排列也不限于圖1所示的2列，通過(guò)將透鏡11排列成多列來(lái)形成對(duì)應(yīng)大面積的透鏡陣列也可。
本發(fā)明的光學(xué)制品例如透鏡陣列，其耐候性特別是耐水性優(yōu)良。另外，例如具有高的解像度、大的孔徑角θ、小的色差等優(yōu)良的光學(xué)特性，可廣泛應(yīng)用于掃描儀、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等光學(xué)設(shè)備。
本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的種類(lèi)及構(gòu)成只要具備上述的本發(fā)明的光學(xué)制品例如透鏡陣列，就沒(méi)有特別限定。作為這樣的光學(xué)設(shè)備，例如舉出將上述透鏡陣列裝入圖像讀取裝置而成的掃描儀、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等、或?qū)⑸鲜鐾哥R陣列與發(fā)光元件一起裝入圖像形成裝置而成的光打印機(jī)等。
圖2表示作為本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備之一例的掃描儀。圖2所示的掃描儀31在框體內(nèi)具備線狀照明體33、由玻璃板構(gòu)成的原稿臺(tái)34、透鏡陣列10及受光元件36。將透鏡陣列10配置光路37上，該光路37中當(dāng)原稿臺(tái)34上配置了原稿35時(shí)從線狀照明體33向原稿進(jìn)行照射且由原稿35的表面反射的光入射到受光元件36。透鏡陣列10構(gòu)成利用受光元件36使上述反射的光成像的成像光學(xué)系統(tǒng)。
圖3表示作為本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的另一例的光打印機(jī)。圖3所示的光打印機(jī)41是通過(guò)寫(xiě)入頭(光寫(xiě)入頭)42使光在感光鼓43上曝光來(lái)形成圖像(潛影)，并將形成的圖像在用紙44上定影的裝置。寫(xiě)入頭42具備透鏡陣列10和發(fā)光元件陣列，透鏡陣列10構(gòu)成使發(fā)光元件陣列所發(fā)出的光在感光鼓43上曝光的成像光學(xué)系統(tǒng)(更詳細(xì)地說(shuō)，透鏡陣列10構(gòu)成使其焦點(diǎn)位于感光鼓43的表面的正立等倍光學(xué)系統(tǒng))。
圖3所示的光打印機(jī)41具有與通常的光打印機(jī)相同的構(gòu)成，利用與通常的光打印機(jī)相同的機(jī)構(gòu)在用紙44上形成圖像。具體而言，在圓筒狀的感光鼓43的表面形成有由具有非晶硅等光導(dǎo)電性的材料(感光體)構(gòu)成的感光層。首先，利用帶電器46使轉(zhuǎn)動(dòng)的感光鼓43的表面一樣帶電。其次，利用寫(xiě)入頭42將與形成的圖像對(duì)應(yīng)的點(diǎn)像(dot image)的光照射到感光鼓43的感光層上，將感光層中的光照射后的區(qū)域的帶電中和，而在感光層形成潛影。其次，若利用顯影器47使感光層上付著調(diào)色劑，則調(diào)色劑按照感光層的帶電狀態(tài)而付著在感光層上的形成有潛影的部分。其次，利用轉(zhuǎn)印器48將付著的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印到從紙盒送出的用紙44上，之后利用定影器49對(duì)用紙44加熱后，將調(diào)色劑定影在用紙44上，形成圖像。另一方面，轉(zhuǎn)印結(jié)束后的感光鼓43利用擦除燈50將全區(qū)域的帶電中和，并利用清掃器40將感光層上殘留的調(diào)色劑除去。
本發(fā)明的光學(xué)設(shè)備的耐久性優(yōu)良，在用于例如掃描儀、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)的情況下，能夠再現(xiàn)解像度高的鮮明的圖像。
(實(shí)施例) 下面，通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明不限于以下的實(shí)施例。
本實(shí)施例中，制作14種(實(shí)施例1～8、比較例1～4、及參照例)改變了組成的母體玻璃組合物，對(duì)制作好的各試樣以及將各試樣進(jìn)行離子交換所得到的折射率分布型透鏡的諸特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(母體玻璃組合物及折射率分布型透鏡的制作) 首先，按照下表1所示的各組成的方式將玻璃原料混合并融溶，作成融溶玻璃。其次，將該融溶玻璃抽絲成纖維狀，并將得到的玻璃以適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度切斷，進(jìn)而研磨切斷后的端面，形成由具有上述各組成的玻璃組合物構(gòu)成的玻璃纖維(直徑300μm)。
其次，將上述那樣形成的玻璃纖維浸漬于已加熱到構(gòu)成該纖維的組合物的玻璃化溫度(Tg參照表2)的硝酸鈉熔鹽中，并實(shí)施離子交換處理。離子交換處理進(jìn)行表2的“tlE(離子交換時(shí)間)”一欄所示的時(shí)間。其次，將處理后的玻璃纖維按一周期長(zhǎng)度切斷，進(jìn)而研磨切斷后的端面，得到折射率分布型玻璃。
表1
各成分的含有率的單位為摩爾％。
表2
(特性評(píng)價(jià)) 對(duì)如上那樣制作的母體玻璃組合物及折射率分布型透鏡進(jìn)行下面所示的特性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果示于下表3(失透、孔徑角、減量率、及耐候性)、以及表4(溶出成分)。
(1)母體玻璃組合物的失透性的評(píng)價(jià) 將制作玻璃纖維時(shí)得到的融溶玻璃冷卻，觀察凝固后的玻璃組合物的表面上的結(jié)晶生成的程度。觀察通過(guò)目視進(jìn)行，以在玻璃組合物的表面沒(méi)有觀察到結(jié)晶的情況為“A”，以在該表面的50mm四周觀察到1～10個(gè)結(jié)晶的情況為“B”，以在該表面的50mm四周觀察到11個(gè)以上的結(jié)晶的情況為“C”。
(2)折射率分布型透鏡的孔徑角θ的評(píng)價(jià) 孔徑角θ是指通過(guò)透鏡來(lái)改變光束分布的可能的最大入射角。本實(shí)施例中，利用文獻(xiàn)8(特開(kāi)2005-289775號(hào)公報(bào))中記載的方法評(píng)價(jià)折射率分布型透鏡的孔徑角θ。具體而言，如下進(jìn)行評(píng)價(jià)。
首先，將如上那樣制作的折射率分布型透鏡切斷成適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，對(duì)其兩個(gè)端面進(jìn)行鏡面研磨，以使該端面彼此平行。其次，使格子狀的圖案接觸該透鏡的一端面，從另一端面觀察上述圖案的正像，求出周期長(zhǎng)度P，并根據(jù)求出的周期長(zhǎng)度P，使用的關(guān)系式算出透鏡的折射率分布系數(shù)

根據(jù)這樣算出的

透鏡的半徑r0、以及通過(guò)采用普耳弗里希(Pulfrich)折射儀的全反射臨界角法而預(yù)先測(cè)定的離子交換前的玻璃纖維的折射率Nc(參照表2)，按照式而求出透鏡的孔徑角θ。
(3)母體玻璃組合物的耐水性的評(píng)價(jià)(減量率評(píng)價(jià)及溶出成分測(cè)定) 母體玻璃組合物的耐水性以日本光學(xué)玻璃工業(yè)會(huì)規(guī)格(JPGIS-99)為基準(zhǔn)，通過(guò)在溫度95℃、時(shí)間1小時(shí)的測(cè)定條件下的減量率測(cè)定進(jìn)行評(píng)價(jià)。減量率越小，越是耐水性優(yōu)良的玻璃組合物。例如試樣A的比重為2.901g/cm3(參照表2)，減量率為0.07％(參照表3)。
另外，在進(jìn)行減量率評(píng)價(jià)時(shí)，一并測(cè)量從組合物試樣溶出(eluted)到水中的成分的量。針對(duì)B、Mg、Sr、Ba、及Zn利用等離子發(fā)光分析法而針對(duì)Li及Na利用火焰分析法來(lái)使溶出到水中的量定量。表4表示組合物試樣每1g的各元素的溶出量(μg)。
(4)折射率分布型條件的耐候性的評(píng)價(jià) 對(duì)上述那樣制作的折射率分布型透鏡進(jìn)行在溫度60℃、相對(duì)濕度90％、評(píng)價(jià)時(shí)間1000小時(shí)的測(cè)定條件下的恒溫恒濕試驗(yàn)，通過(guò)目視評(píng)價(jià)試驗(yàn)后的透鏡是否產(chǎn)生析出物、或者在產(chǎn)生了析出物時(shí)析出的量，通過(guò)將評(píng)價(jià)結(jié)果與以下的判定基準(zhǔn)吻合來(lái)評(píng)價(jià)該透鏡的耐候性。
A無(wú)析出物，或即使有也是少量的。
B有析出物，對(duì)透鏡性能沒(méi)有影響。
C有析出物，使透鏡性能降低，其用途受限。
D析出物多，透鏡性能大幅度降低。
另外，“對(duì)透鏡性能無(wú)影響”是指耐候性試驗(yàn)前后的透鏡的解像度(圖像再現(xiàn)率)的劣化率不足10％，“透鏡性能降低，其用途受限”是指該劣化率10％以上不足20％，“透鏡性能大幅度降低”是指該劣化率為20％以上。
劣化率是由(耐候性試驗(yàn)前的圖像再現(xiàn)率-試驗(yàn)后的圖像再現(xiàn)率)/試驗(yàn)前的圖像再現(xiàn)率×100(％)表示的數(shù)值，透鏡的圖像再現(xiàn)率可利用文獻(xiàn)8(特開(kāi)2005-289775號(hào)公報(bào))中記載的方法求出。
表3
表4
[試樣每1g的各溶出成分的量(μg)] 如表3、表4所示，比較例1、3中，母體玻璃組合物的減量率及溶出成分量大(即，耐水性不良)、且作成折射率分布型透鏡時(shí)的耐候性劣化。含ZnO、不含MgO的比較例2、4中，雖然耐候性優(yōu)良，但失透產(chǎn)生。
與之相對(duì)，實(shí)施例1～8中，作為母體玻璃組合物的耐水性優(yōu)良，并且作成折射率分布型透鏡時(shí)的耐候性優(yōu)良。特別是ZnO的含有率為3摩爾％以上的實(shí)施例2～4、6～8中，母體玻璃組合物及折射率分布型透鏡的耐水性、耐候性優(yōu)良。另外，實(shí)施例1～8中，不產(chǎn)生失透，即使產(chǎn)生也為極少量，是作為折射率分布型透鏡使用方面沒(méi)有問(wèn)題的程度。
另外，作為參照例的試樣M，成分中含PbO，但在無(wú)鉛的母體玻璃組合物即由實(shí)施例1～8制作的各折射率分布型透鏡而言，也可獲得與參照例相比毫不遜色的特性。
其次，在以除去干擾光為目的對(duì)由實(shí)施例1～8的玻璃組合物制作的各折射率分布型透鏡的側(cè)面實(shí)施了凹凸處理后，將多個(gè)該透鏡2維排列，制作成圖1所示的透鏡陣列。
作為制作好的透鏡陣列的光學(xué)特性，使用文獻(xiàn)8(特開(kāi)2005-289775號(hào)公報(bào))中記載的方法(MTF(Modulation Transfer Function)法)評(píng)價(jià)圖像的再現(xiàn)性，其結(jié)果，即便在由實(shí)施例1～8中任一個(gè)玻璃組合物制作的折射率分布型透鏡中，也可以得到60％以上的圖像再現(xiàn)率。
本發(fā)明只要不脫離其意圖及本質(zhì)的特征，就可以適用于其它實(shí)施方式。本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的實(shí)施方式在所有方面是用于說(shuō)明的，但不限于此，本發(fā)明的范圍不由上述說(shuō)明而由附帶的權(quán)利要求書(shū)表示，與權(quán)利要求書(shū)具有同樣意思及范圍的所有的變更都包含于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，
以摩爾％表示而包含
40≤SiO2≤65
1≤TiO2≤10
0.1≤MgO≤22
0.15≤ZnO≤15
2≤Li2O≤18
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，
并包含從CaO、SrO及BaO中選擇的至少兩個(gè)，且各自在0.1摩爾％以上15摩爾％以下，
以摩爾％表示且為
2≤MgO+ZnO
0.07≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93
6≤Li2O+Na2O≤38
0≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤11。
2、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
以摩爾％表示而為
3≤ZnO≤15
6≤MgO+ZnO
0.12≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93。
3、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，以摩爾％表示而為
2≤Li2O＜12
6≤Li2O+Na2O＜32
4、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
以摩爾％表示而為
2≤MgO≤22
4≤ZnO≤15
6≤MgO+ZnO
0.25≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.85
0≤CaO≤15
0.1≤SrO≤15
0.1≤BaO≤15
2≤CaO+SrO+BaO≤25
5≤MgO+CaO+SrO+BaO≤47
2≤Li2O＜12
2≤Na2O≤15
6≤Li2O+Na2O＜27
41≤SiO2+TiO2+B2O3+Al2O3≤70。
5、如權(quán)利要求4所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
以摩爾％表示而為
1≤B2O3≤10。
6、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
以摩爾％表示而為
0≤B2O3≤10
2≤MgO≤16
4≤ZnO≤8
6≤MgO+ZnO≤22
0.25≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.8
0≤CaO≤15
2≤SrO≤12
2≤BaO≤12
4≤CaO+SrO+BaO≤20
5≤MgO+CaO+SrO+BaO≤36
5≤Li2O＜12
5≤Na2O≤15
10≤Li2O+Na2O＜27
0.7≤Li2O/Na2O≤2
50≤SiO2+TiO2+B2O3+Al2O3≤70
0.2≤ZrO2≤2
0.2≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤6。
7、如權(quán)利要求6所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
以摩爾％表示而為
1≤B2O3≤10。
8、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
以摩爾％表示而為
2≤TiO2≤8
0≤B2O3≤10
2≤MgO≤16
4≤ZnO≤8
6≤MgO+ZnO≤22
0.25≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.8
0≤CaO≤15
2≤SrO≤12
2≤BaO≤12
4≤CaO+SrO+BaO≤20
5≤MgO+CaO+SrO+BaO≤36
5≤Li2O＜12
5≤Na2O≤15
10≤Li2O+Na2O＜27
0.7≤Li2O/Na2O≤2
50≤SiO2+TiO2+B2O3+Al2O3≤70
0.2≤ZrO2≤2
0.2≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤6。
9、如權(quán)利要求8所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
以摩爾％表示而為
1≤B2O3≤10。
10、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
從CaO/(CaO+SrO+BaO)、SrO/(CaO+SrO+BaO)、及BaO/(CaO+SrO+BaO)中所選擇的至少兩個(gè)以上的值，是0.1以上。
11、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，
從CaO/(CaO+SrO+BaO)、SrO/(CaO+SrO+BaO)、及BaO/(CaO+SrO+BaO)中所選擇的至少兩個(gè)以上的值，是0.2以上。
12、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，SrO及BaO分別含有0.1摩爾％以上15摩爾％以下。
13、如權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，其中，SrO及BaO分別含有2摩爾％以上12摩爾％以下。
14、一種折射率分布型透鏡，是通過(guò)利用離子交換法對(duì)由權(quán)利要求1所述的折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物所構(gòu)成的玻璃纖維賦予折射率分布而得到的。
15、如權(quán)利要求14所述的折射率分布型透鏡，其中，其具有除去干擾光的構(gòu)造。
16、一種光學(xué)制品，其具備權(quán)利要求14所述的折射率分布型透鏡。
17、一種光學(xué)設(shè)備，其具備權(quán)利要求16所述的光學(xué)制品。
18、一種折射率分布型透鏡的制造方法，將由包含成分為堿金屬元素的氧化物的玻璃組合物所構(gòu)成的玻璃纖維浸漬到包含與所述元素不同的堿金屬元素的熔鹽中，通過(guò)對(duì)所述玻璃纖維中的所述元素和所述熔鹽中的所述元素進(jìn)行離子交換處理，從而對(duì)所述玻璃纖維賦予折射率分布，其中，
所述玻璃組合物，以摩爾％表示而包含
40≤SiO2≤65
1≤TiO2≤10
0.1≤MgO≤22
0.15≤ZnO≤15
2≤Li2O≤18
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，
并包含從CaO、SrO及BaO中選擇的至少兩個(gè)，且各自在0.1摩爾％以上15摩爾％以下，
以摩爾％表示且為
2≤MgO+ZnO
0.07≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93
6≤Li2O+Na2O≤38
0≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤11。
全文摘要
本發(fā)明提供一種折射率分布型透鏡用母體玻璃組合物，可制造耐候性特別是在有水存在下的耐候性優(yōu)良的無(wú)鉛的Li類(lèi)折射率分布型透鏡。該母體玻璃組合物，用摩爾％表示包含40≤SiO2≤65、1≤TiO2≤10、0.1≤MgO≤22、0.15≤ZnO≤15、2≤Li2O≤18、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，且包含從CaO、SrO及BaO中選擇的至少兩個(gè)分別為0.1摩爾％～15摩爾％，用摩爾％表示而為2≤MgO+ZnO、0.07≤ZnO/(MgO+ZnO)≤0.93、6≤Li2O+Na2O≤38、0≤Y2O3+ZrO2+Nb2O5+In2O3+La2O3+Ta2O5≤11。
文檔編號(hào)C03C3/089GK101250025SQ20081000963
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月19日
發(fā)明者宮內(nèi)太郎, 柴達(dá)史 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社