CN1747905A - 光学玻璃、使用该光学玻璃的光学元件和使用该光学元件的光学装置 - Google Patents
光学玻璃、使用该光学玻璃的光学元件和使用该光学元件的光学装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1747905A CN1747905A CN200480003731.6A CN200480003731A CN1747905A CN 1747905 A CN1747905 A CN 1747905A CN 200480003731 A CN200480003731 A CN 200480003731A CN 1747905 A CN1747905 A CN 1747905A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mole
- lens
- optical
- glass
- moles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 61
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 title 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052728 basic metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003818 basic metals Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 65
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 abstract 1
- 241001300078 Vitrea Species 0.000 description 21
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 12
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 8
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 6
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 6
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 5
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 4
- 238000004125 X-ray microanalysis Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 4
- WKMKTIVRRLOHAJ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);thallium(1+) Chemical compound [O-2].[Tl+].[Tl+] WKMKTIVRRLOHAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910003438 thallium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 4
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N arsenic trioxide Inorganic materials O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(iii) oxide Chemical compound O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N caesium nitrate Chemical compound [Cs+].[O-][N+]([O-])=O NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- KLBIUKJOZFWCLW-UHFFFAOYSA-N thallium(iii) nitrate Chemical compound [Tl+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KLBIUKJOZFWCLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N Cs2O Inorganic materials [O-2].[Cs+].[Cs+] KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012364 Peperomia pellucida Nutrition 0.000 description 1
- 240000007711 Peperomia pellucida Species 0.000 description 1
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N a1010_sial Chemical compound O=[As]O[As]=O IKWTVSLWAPBBKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Inorganic materials O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N antimony(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sb+3].[Sb+3] GHPGOEFPKIHBNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002594 arsenic trioxide Drugs 0.000 description 1
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001864 baryta Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKUNKIJLSDQFLS-UHFFFAOYSA-M dicesium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Cs+].[Cs+] AKUNKIJLSDQFLS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 235000012204 lemonade/lime carbonate Nutrition 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229960001708 magnesium carbonate Drugs 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- RTHYXYOJKHGZJT-UHFFFAOYSA-N rubidium nitrate Inorganic materials [Rb+].[O-][N+]([O-])=O RTHYXYOJKHGZJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N tetraantimony hexaoxide Chemical compound O1[Sb](O2)O[Sb]3O[Sb]1O[Sb]2O3 YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 thallium ion Chemical class 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- KHAUBYTYGDOYRU-IRXASZMISA-N trospectomycin Chemical compound CN[C@H]([C@H]1O2)[C@@H](O)[C@@H](NC)[C@H](O)[C@H]1O[C@H]1[C@]2(O)C(=O)C[C@@H](CCCC)O1 KHAUBYTYGDOYRU-IRXASZMISA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
- C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
用于光学元件的本发明母玻璃包含作为主要组分的铊和氧化硼。因此，该母玻璃能够制备具有低熔融温度和优异成型性的匀质玻璃。此外，通过玻璃体与碱金属熔融盐接触进行离子交换，能够制备具有光学设计所需要的折射率分布、宽的有效视场和优异耐候性的分布式折射率透镜。此外，通过使用分布式折射率透镜，能够提供具有优异光学特性的光学元件和光学装置。
Description
<技术领域>
本发明涉及玻璃组合物，其适用于制备光学透射体，尤其是，具有分布式折射率梯度的透镜，即折射率从中心轴向表面连续改变的透镜，优选处于抛物线形状(下面，称作分布式折射率透镜(distributed index lens))，并且本发明涉及具有该透镜组合物的分布式折射率透镜。更具体而言，本发明涉及一种光学元件以及使用该光学元件的光学装置，在该光学元件中具有玻璃组合物的分布式折射率透镜是零维、一维或二维安置的。
<背景技术>
通常，分布式折射率透镜具有圆柱形状。该分布式折射率透镜在圆柱形透镜的垂直于中心轴的横截面上优选具有下面表达式1表示的折射率：
[表达式1]
N(r)＝N0(1-Ar2)
其中在中心的折射率为N0，在半径方向远离中心的距离为r，而A为正数。
作为制备分布式折射率透镜的方法，已知的方法是由含***的预定组合物构成的玻璃棒(或纤维)与碱金属离子例如熔融钾盐接触，以在玻璃棒和熔融盐之间进行离子交换，以使材料在半径方向的密度分布连续改变。
此外，在已知方法中，以这种方式获得的玻璃棒以圆柱形状形成，以便制备出在与圆柱形中心轴垂直的横截面上具有与表达式1接近的折射率分布的分布式折射率透镜(例如，参见日本已审查的专利申请公开61-46416和62-43936)。
然而，在由常规技术制备的组合物构成的玻璃棒中，必需在高温熔融玻璃材料，因此难于获得匀质的玻璃棒。
通常，在异质玻璃体中，在离子交换过程中不能进行均匀的离子扩散，这样会导致连续性的中断。
因此，使用传统的制备方法难于获得具有如表达式1表示的良好的折射率的透镜。即，由传统制备方法制备的分布式折射率透镜具有大大偏离表达式1表示的折射率分布的折射率分布。因此，透镜难于在圆柱形状周边获得有效的视场。
此外，当光学元件通过一维或二维安置多个由传统制备方法制备的分布式折射率透镜形成时，光学元件的光学性质由于每个透镜差的折射率分布而变差。
即，因为在光学元件中每个圆柱形透镜周边偏离有效的视场，因此由各个透镜周边获得的图像相互重叠成为干扰，这样就导致了整个透镜阵列的光学性质变差，例如，分辨率变差。
此外，通常，因为***的挥发量随着温度的升高而指数增加，因此优选降低玻璃材料的熔融温度，以获得高度均匀的玻璃。
然而，当熔融温度降低时，玻璃的粘度增加，因此，玻璃的成型性变差。因此，需要开发低温时具有低粘度的玻璃材料组合物。
<发明内容>
设计本发明以解决上述问题，因此本发明的目的是提供玻璃组合物，其适用于制备具有优异光学性质和耐候性的分布式折射率透镜。
本发明的另一目的是提供具有优异光学性质和耐候性的分布式折射率透镜、由该透镜构成并具有优异的光学性质的光学元件以及使用该光学元件的光学装置。
(1)为了获得上述目的，本发明提供了由以下组分构成的玻璃体：35～80摩尔％SiO2、0.1～40摩尔％B2O3、1～26摩尔％Tl2O、1～34摩尔％K2O、0～30摩尔％ZnO、0～30摩尔％GeO2、0～20摩尔％TiO2、0～20摩尔％MgO、0～2摩尔％ZrO2、0～8摩尔％Al2O3、0～5摩尔％SnO、0～5摩尔％La2O3、0～8摩尔％Bi2O3、0～2摩尔％Ta2O5、0～1摩尔％Sb2O3以及0～1摩尔％As2O3，其中该玻璃体含有2～26摩尔％的Na2O+Li2O；0.2～5.5摩尔％的(Na2O+Li2O)/Tl2O；5～35摩尔％Tl2O+R2O(其中R为碱金属)；0～10摩尔％的BaO+CaO+SrO；0～8摩尔％的ZrO2+Al2O3+SnO(SnO2)；以及50～80摩尔％的SiO2+GeO2+TiO2+B2O3+ZrO2+Al2O3。
根据本发明，玻璃体包含35～80摩尔％、优选40～70摩尔％的SiO2。SiO2作为形成玻璃基体的材料是熟知的。当SiO2的组成范围小于最小值35摩尔％时，玻璃的耐久性或稳定性变差。另一方面，当SiO2的组成范围大于最大值80摩尔％时，玻璃的熔融温度升高，并且不能保证其它组分的需要量。因此，难于获得本发明的目的。
此外，该玻璃体含有0.1～40摩尔％、优选0.5～25摩尔％的B2O3。B2O3也是形成玻璃基体的材料，并且是降低玻璃熔融温度所必需的材料。此外，当与玻璃体进行离子交换以形成分布式折射率透镜时，B2O3是用于改善透镜光学性能的所必需的材料。
即，在含上述组成范围的B2O3的玻璃体中，能够通过离子交换过程获得高质量的透镜，该透镜的折射率分布非常接近于表达式1表示的优选折射率分布。
为了改善透镜的光学性能，优选玻璃体包含大于0.5摩尔％的B2O3。此外，因为B2O3的原料比SiO2的原料贵，因此对于工业应用而言，优选B2O3小于25摩尔％，这样不会影响透镜的光学性质。
此外，玻璃体包含1～30摩尔％、优选2～10摩尔％的Tl2O。Tl2O是用于离子交换玻璃体以获得分布式折射率透镜的必要组分。在离子交换中，该组分用于使玻璃体与碱金属熔融盐接触，以在包含于玻璃体中的Tl离子和包含于熔融盐中的碱金属离子之间进行离子交换。当玻璃体中的Tl离子和碱金属离子通过离子交换而发生密度分布时，该玻璃体根据离子密度分布在预定方向连续改变而具有折射率梯度，并且表现出光学性能，即，起着透镜的作用。
而且，当玻璃体的Tl2O含量小于最小值1摩尔％时，难于获得具有所需光学性质的透镜，例如具有理想的透镜孔径角。另一方面，当玻璃体的Tl2O含量大于最大值30摩尔％时，玻璃体的耐候性变差。
而且，玻璃体含有1～34摩尔％、优选2～34摩尔％的K2O。K2O是玻璃中钾离子的来源，并且是用于离子交换玻璃体以获得分布式折射率透镜的必要组分。在玻璃体中产生的钾离子在玻璃中扩散，类似于其来源是与玻璃体外侧接触的碱金属熔融盐的碱金属离子，并且钾离子主要与Tl离子进行离子交换，这样会导致玻璃体折射率的降低。
此外，当玻璃体中K2O含量小于最小值1摩尔％时，通过离子交换产生的玻璃体的折射率分布大大偏离表达式1表示的折射率分布，因此难于获得理想的透镜性质。相反，当玻璃体中K2O含量大于最大值34摩尔％时，玻璃体的耐候性降低。
此外，玻璃体中Tl2O和R2O(其中R是碱金属)的总含量为5～40摩尔％，优选10～30摩尔％。当含有***的碱金属氧化物的总含量小于最小值时，难于从通过离子交换玻璃体获得的分布式折射率透镜中获得理想的透镜孔径角。此外，在这种情况下，玻璃的熔融温度升高，因此Tl2O迅速挥发，因此导致形成的玻璃体的均匀性降低。另一方面，当含有***的碱金属氧化物的总含量大于最大值时，所形成玻璃体的耐候性变差。
R2O表示的碱金属氧化物包含Na2O和Li2O中的至少一种，以作为基本组分。Na2O和Li2O氧化物的总含量(Na2O+Li2O)为2～26摩尔％，优选5～18摩尔％。
此外，(Na2O+Li2O)含量与Tl2O含量的比值((Na2O+Li2O)/Tl2O)为0.2～5.5，优选0.5～3.0。
Na2O和Li2O供应Na离子和Li离子，这两种离子在负责玻璃体和熔融盐之间的离子交换的各种金属离子中，具有较小的半径。具有小半径的这些碱金属离子的特征在于它们在离子交换过程中可高速扩散于玻璃中。因此，即使当离子交换在具有较大半径的铊离子和钾离子之间进行时，也能够易于调节由离子交换玻璃体获得的分布式折射率透镜的光学性质，如在宽范围的孔径角和折射率分布。
因此，当(Na2O+Li2O)含量小于最小值时，玻璃的熔融温度增加。另一方面，当(Na2O+Li2O)含量与Tl2O含量的比值小于最小值时，难于获得上述效果。而且，当(Na2O+Li2O)含量大于最大值时，玻璃体的耐候性变差。在这种情况下，玻璃体在离子交换过程中会产生裂纹，或玻璃体会被反玻璃化。此外，当(Na2O+Li2O)含量与Tl2O含量的比值大于最大值时，难以获得具有理想光学性质例如理想的透镜像差的透镜。
而且，Na2O和Li2O的含量选择要考虑(Na2O+Li2O)含量以及(Na2O+Li2O)含量与Tl2O含量的比值。此外，选择Na2O含量与Li2O含量的比值既要考虑Li2O超过Na2O的有利之处也要考虑Li2O超过Na2O的不利之处。
即，Li2O超过Na2O的有利之处是能够通过加入少量的Li2O来降低玻璃的熔融温度。另一方面，不利之处是含Li2O的玻璃能够比含Na2O的玻璃更易于被反玻璃化。因此，选择Na2O含量与Li2O含量的比例优选考虑这些要点进行选择。
从原材料成本考虑，除上述碱金属氧化物之外，能够适当地使用K2O和CS2O作为碱金属氧化物R2O。然而，也能够根据需要程度使用其它碱金属氧化物。
此外，玻璃体能够包含下列额外组分。
玻璃体的ZnO含量为0～30摩尔％，优选3～25摩尔％。ZnO起着扩大玻璃固化范围和降低玻璃体的熔融温度的作用。当ZnO含量大于最大值时，玻璃体的耐候性变差。
此外，玻璃体的GeO2的含量为0～30摩尔％，优选3～15摩尔％。GeO2是形成玻璃基体的氧化物，并且具有扩大玻璃固化范围和降低玻璃的熔融温度的作用。这些作用比由B2O3获得的作用小。因此，由组成范围选择GeO2含量要考虑B2O3含量。
而且，玻璃体可以包含BaO、CaO和SrO中的至少一种。这些组分的总含量为0～10摩尔％。这些氧化物用于扩大玻璃固化范围和改善溶解性。然而，当这些氧化物的总含量大于最大值10摩尔％时，离子交换不能顺利进行，因此通过离子交换玻璃体获得的透镜的折射率分布偏离表达式1表示的折射率分布。结果，难于获得高质量的透镜。
而且，玻璃体的TiO2含量为0～30摩尔％，优选1～15摩尔％。TiO2是形成玻璃基体的组分，并且起着改善折射率的作用。TiO2具有扩大玻璃固化范围和降低玻璃的熔融温度的作用。然而，当TiO2含量大于最大值30摩尔％时，玻璃被反玻璃化，并且在玻璃中出现明显的颜色。
此外，玻璃体的MgO含量小于20摩尔％，优选小于15摩尔％。MgO具有扩大玻璃固化范围的作用。然而，当MgO含量大于最大值时，玻璃的熔融温度增加。
此外，玻璃体可以包含ZrO2、Al2O3和SnO(SnO2)中的至少一种。这些氧化物的总含量为0～8摩尔％。
这些氧化物在离子交换过程的同时改善了玻璃体的耐候性，并且也改善了通过离子交换获得的透镜的耐候性。然而，当这些氧化物的总含量大于最大值8摩尔％时，玻璃的溶解性变差，并且在玻璃中出现了明显的颜色。因此，从生产率考虑，总含量优选为0.1～3摩尔％。
此外，每种氧化物的含量具有下列最大值。
ZrO2起着增加玻璃折射率和改善玻璃耐候性的作用。当ZrO2含量大于最大值5摩尔％时，玻璃的溶解性变差。因此，从生产率考虑，ZrO2含量优选小于2摩尔％。
Al2O3含量小于8摩尔％，优选小于2摩尔％。当Al2O3含量大于最大值时，玻璃的溶解性变差，因此不能理想地改善生产率。
SnO(SnO2)含量小于5摩尔％，优选小于2摩尔％。当SnO(SnO2)含量大于最大值时，晶体易于沉积，因此玻璃着色并结晶，导致溶解性变差。
此外，在玻璃体中，具有强共价键合性质的形成玻璃基体的组分，如SiO2、GeO2、TiO2、B2O3、ZrO2和Al2O3的总含量为50～80摩尔％。当这些氧化物的总含量小于最小值50摩尔％时，玻璃的耐候性变差。另一方面，当这些氧化物的总含量大于最大值80摩尔％时，玻璃的熔融温度增加，并且不能确保其它组分的需要量。因此，难于实现本发明的目的。
而且，玻璃体的La2O3含量为0～5摩尔％，优选0～3摩尔％。La2O3也具有增加玻璃折射率的作用。然而，当La2O3含量大于最大值时，在玻璃体中不能顺利进行离子交换。因此，由离子交换获得的透镜的折射率分布偏离表达式1表示的折射率分布，因此难于获得高质量的透镜。
而且，玻璃体的Ta2O5含量为0～5摩尔％，优选0～2摩尔％。Ta2O5也具有增加玻璃折射率的作用。然而，当Ta2O5含量大于最大值时，在玻璃体中不能顺利进行离子交换。因此由离子交换获得的透镜的折射率分布偏离表达式1表示的折射率分布，因此难于获得高质量的透镜。
此外，玻璃体的Bi2O3含量为0～10摩尔％，优选0～3摩尔％。Bi2O3也具有增加玻璃折射率的作用。此外，因为Bi2O3能够缓慢改变粘度变化与熔融温度变化的比例，因此易于形成玻璃。而且，Bi2O3具有扩大玻璃固化范围的其它作用。
然而，当Bi2O3含量大于最大值时，玻璃被过度着色。因此，Bi2O3含量在上述范围内选择，以使在实际应用中不会引起着色问题。
而且，如果需要这些额外组分，它们可以包含于玻璃体中，或者所有这些组分都可以包含其中。
此外，如果需要，玻璃体能够包含1摩尔％最大量的Sb2O3或/和As2O3，以作为清洁剂。
(2)而且，为了解决传统问题，根据本发明，玻璃体的K2O含量优选2～34摩尔％。
因为玻璃体包含大于2摩尔％的K2O，因此易于使由离子交换玻璃体获得的分布式折射率透镜的折射率分布接近于表达式1表示的折射率分布。因此，易于获得理想的透镜性质。
(3)而且，本发明提供分布式折射率透镜，其具有从透镜中心向周边改变的折射率分布，这种分布是通过玻璃体与钾化合物的熔融盐接触进行离子交换获得的。
由离子交换玻璃体形成的分布式折射率透镜具有的折射率分布接近于表达式1表示的折射率分布。
因此，棒状透镜具有宽的有效视场。此外，由于该棒状透镜由离子交换玻璃体形成，因此该透镜具有优异的耐候性。
(4)本发明提供一种光学元件，其中分布式折射率透镜是零维、一维或二维安置的。
在本发明中，分布式折射率透镜被零维、一维或二维安置，这样就不会导致每个透镜的周边偏离透镜有效视场。
因此，作为干扰的从安置在光学元件中的分布式折射率透镜周边获得的图像彼此不会重叠，因此能够改善整个光学元件的光学性质，如分辨率。
(5)本发明提供了一种使用光学元件的光学装置。
因为该光学装置使用了具有优异光学性质的光学元件，因此该光学装置也表现出优异的光学性质。
<附图简述>
图1所示为根据本发明的实施方案，示意性解释在分布式折射率透镜的横截面内由X-射线微分析得到的钾检测强度分布的解释图。
图2所示为示意性解释在传统分布式折射率透镜的横截面内由X-射线微分析得到的钾检测强度分布的解释图。
图3所示为根据本发明的另一个实施方案，示意性解释了用作光学元件的透镜阵列的结构的图。
标记数字
10：透镜阵列
11：透镜元件
12：FRP制备的基材
13：黑色树脂
<实施本发明的最佳方式>
下面，参考附图描述本发明的优选实施方案。
[第一实施方案]
[实施例1]
本发明的玻璃体是由下列原料制备的，所述下列原料含有包含于作为各氧化物来源的每一种氧化物中的金属，各氧化物是表1所示的玻璃体的成分：
硅石粉末(二氧化硅)、氧化硼、硝酸铊、硝酸钾、碳酸锂、碳酸钠、硝酸铷、硝酸铯、氧化锌、氧化锗、硝酸钡、氧化钛、碳酸镁、氧化锆、氧化铝、氧化锡、碳酸钙、碳酸锶、氧化镧、氧化铋、氧化钽、氧化锑和三氧化二砷。
各个原料的重量比确定为具有表1示出的组成比，并且这些原料混合。然后，混合原料放置在由白金制备的熔罐内，然后在1450℃的电炉中熔融。随后，熔融玻璃被良好搅拌形成均匀状，然后形成直径为0.6mmΦ的玻璃棒。
为了进行离子交换，玻璃棒浸渍在以表1所示的温度进行加热并保持在该温度的熔融硝酸钾中。以这种方式，获得折射率分布类型的圆柱形透镜。
在这种情况下，调节熔融硝酸盐的重量，以使玻璃棒与熔融硝酸盐的重量比为2重量％。
表1示出了测定的孔径角θ和分布式折射率透镜的有效视场(百分比)，它们都是透镜的特征值。
此外，表1描述的孔径角θ是最大入射角，在该入射角上透镜能够改变光通量的方向。此外，有效的视场由物体放置在入射侧而从透镜获得的图像出现在发射侧的情况下获得的图像定义。
如表1所示，所获得透镜的孔径角θ是15.1°，而有效视场为95％，这表明优异特性大于92％。
此外，折射率分布类型的圆柱形透镜的状态能够由X-射线分析方法通过观察碱金属比如钾的检测强度分布看到。
图1是示意性地解释在分布式折射率透镜所得的横截面上通过X-射线微分析获得的钾检测强度的分布的解释图。
图1所示的钾检测强度分布在透镜横截面直径方向上基本上具有抛物线分布。尤其是，在图1中虚线表示的圆柱透镜的周边附近，钾的检测强度分布沿着曲线改变。这意味着相同透镜的折射率分布一直到圆柱形透镜的周边都能很好地遵循表达式1表示的折射率分布。
[实施例2～16]
在实施例2～16中，进行与实施例1相同的过程，以便玻璃体具有表1中实施例栏中的组成比，从而获得分布式折射率透镜。在表1中，也记录了所得分布式折射率透镜的特性。
表1所示的每个透镜都具有大于92％的优异的有效视场。此外，没有玻璃体被反玻璃化或透镜体表面具有擦痕的缺陷。
[比较实施例1～3]
在比较实施例中，与实施例1相同的方法进行，以使玻璃体具有表1比较实施例栏中的组成比例，由此获得分布式折射率透镜。在表1中，也记录了所得分布式折射率透镜的特性。
如表1所示，在比较实施例1中，获得透镜具有90％的有效视场，因此存在在透镜周边不能形成图像的问题。
此外，图2所示为示意性解释在同一透镜的横截面上由X-射线微分析获得的钾检测强度分布的解释图。
从图2可以看出，表示钾检测强度分布的曲线在圆柱形透镜周边基本偏离抛物线曲线。这意味着同一透镜的折射率分布偏离表达式1表示的折射率分布。
此外，在比较实施例2中，所得透镜的圆周表面出现裂纹。因此，不能获得本发明的目的。原因在于，因为玻璃体不含B2O3，因此没有足够的弹性，因而玻璃体在离子交换时由于体积变化而产生裂纹。
而且，离子交换后，比较实施例3具有在透镜周边表面附近出现反玻璃化材料的问题。该原因在于因为玻璃体不含K2O，在离子交换过程时产生的含有钾离子的熔融盐的突然离子交换导致了玻璃体的微小裂纹或反玻璃化。
[表1]
| 实施例 | 比较实施例 | |||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 1 | 2 | 3 | ||
| 组分 | SiO2 | 57.3 | 58.0 | 59.0 | 58.0 | 57.3 | 59.0 | 56.1 | 49.3 | 62.7 | 46.2 | 56.1 | 57.1 | 53.0 | 48.0 | 47.0 | 60.8 | 59.0 | 57.3 | 60.0 |
| B2O3 | 2.9 | 0.5 | 3.0 | 1.0 | 2.9 | 2.0 | 1.0 | 11.8 | 3.2 | 14.4 | 2.5 | 1.5 | 6.0 | 1.0 | 7.7 | 5.5 | 14.0 | |||
| Ti2O | 7.8 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 4.9 | 5.0 | 5.0 | 4.9 | 3.2 | 3.6 | 4.9 | 4.9 | 5.0 | 5.0 | 8.5 | 4.6 | 7.0 | 4.9 | 4.0 | |
| K2O | 3.9 | 4.0 | 4.0 | 4.0 | 3.9 | 4.0 | 3.2 | 3.9 | 4.3 | 4.1 | 3.9 | 3.9 | 4.0 | 4.0 | 3.8 | 3.7 | 2.5 | 3.9 | ||
| Na2O | 11.7 | 12.0 | 12.0 | 12.0 | 14.6 | 12.0 | 12.0 | 13.3 | 8.6 | 14.4 | 13.3 | 13.3 | 11.0 | 11.0 | 10.6 | 12.4 | 14.0 | 14.6 | 19.0 | |
| Li2O | 1.0 | 0.5 | ||||||||||||||||||
| Cs2O | 2.9 | |||||||||||||||||||
| ZnO | 11.5 | 15.0 | 12.0 | 12.0 | 11.5 | 12.0 | 20.0 | 11.8 | 12.8 | 12.3 | 11.4 | 11.4 | 12.0 | 8.0 | 6.5 | 5.5 | 9.1 | 13.2 | 3.0 | |
| GeO2 | 11.0 | 1.9 | ||||||||||||||||||
| BaO | 3.0 | |||||||||||||||||||
| CaO | 6.3 | |||||||||||||||||||
| SrO | ||||||||||||||||||||
| TiO2 | 4.9 | 5.5 | 5.0 | 5.0 | 4.9 | 5.0 | 1.2 | 4.9 | 5.2 | 5.0 | 4.9 | 4.9 | 5.0 | 5.0 | 2.5 | 0.9 | 8.0 | 4.9 | ||
| MgO | 4.0 | 3.8 | ||||||||||||||||||
| ZrO2 | 0.1 | 0.7 | 0.1 | 1.0 | ||||||||||||||||
| Al2O3 | 3.0 | |||||||||||||||||||
| SnO2 | 1.5 | 3.0 | 3.0 | 2.9 | ||||||||||||||||
| La2O3 | 1.0 | 0.5 | ||||||||||||||||||
| Ta2O5 | ||||||||||||||||||||
| Bi2O3 | 3.0 | |||||||||||||||||||
| Sb2O3 | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.2 | ||||||||||||||||
| As2O3 | ||||||||||||||||||||
| 总量 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| Na2O+Li2O | 11.7 | 12.0 | 12.0 | 12.0 | 14.6 | 12.0 | 12.0 | 13.3 | 8.6 | 14.4 | 13.3 | 13.3 | 12.0 | 11.0 | 11.1 | 12.4 | 14.0 | 14.6 | 19.0 | |
| (Na2O+Li2O)/Ti2O | 1.5 | 2.4 | 2.4 | 2.4 | 3.0 | 2.4 | 2.4 | 2.7 | 2.7 | 4.0 | 2.7 | 2.7 | 2.4 | 2.2 | 1.3 | 2.7 | 2.0 | 3.0 | 4.8 | |
| Ti2O+R2O | 23.4 | 21.0 | 21.0 | 21.0 | 23.4 | 21.0 | 20.2 | 22.1 | 16.1 | 22.1 | 22.1 | 22.1 | 21.0 | 20.0 | 26.3 | 20.7 | 23.5 | 23.4 | 23.0 | |
| BaO+CaO+SrO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 3.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 6.3 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | |
| ZrO2+Al2O3+SnO | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 1.5 | 0.1 | 0.0 | 0.0 | 3.0 | 0.0 | 3.0 | 3.0 | 3.6 | 0.1 | 0.0 | 1.0 | 0.0 | |
| SiO2+GeO2+TiO2+B2O3+ZrO2+ZrO2+Al2O3 | 65.1 | 64.0 | 67.0 | 64.0 | 65.1 | 66.0 | 58.3 | 66.1 | 71.1 | 65.6 | 66.5 | 63.5 | 64.0 | 65.0 | 59.8 | 67.3 | 67.0 | 63.2 | 74.0 | |
| 离子交换条件 | 加工温度[℃] | 530 | 550 | 530 | 525 | 530 | 530 | 570 | 530 | 530 | 546 | 550 | 550 | 500 | 530 | 550 | 530 | 530 | 530 | 530 |
| 加工时间(小时) | 39 | 24 | 12 | 24 | 39 | 29 | 34 | 13 | 24 | 16 | 36 | 28 | 24 | 35 | 45 | 48 | 46 | 39 | 50 | |
| 透镜性质 | 颜色 | 无色 | 无色 | 无色 | 橙色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 无色 | 裂纹 | 白色 |
| 孔径角[°] | 16.7 | 15.1 | 16.4 | 23.1 | 24.0 | 24.3 | 13.5 | 24.5 | 10.8 | 18.8 | 15.7 | 17.6 | 25.4 | 21.4 | 23.1 | 13.1 | 22.8 | -- | -- | |
| 有效视场[％] | 95 | 93 | 99 | 99 | 96 | 98 | 94 | 99 | 99 | 99 | 94 | 93 | 94 | 96 | 97 | 93 | 90 | -- | -- |
[第二实施方案]
[实施例]
在第一实施方案的实施例1中形成的折射率分布类型的圆柱形透镜的圆柱形表面上，形成凹凸部分，然后在该表面上涂敷上黑色树脂，由此获得透镜元件。
图3是示意性解释透镜阵列结构的透视图，其中透镜元件被二维安置。
从图3能够看出，透镜阵列10通过二维安置多个透镜元件11和通过在由纤维增强塑料(FRP)制备的一对基材12之间***多个透镜元件11构成。此外，黑色树脂13填充在由FRP制备的基材12和多个透镜元件11之间的缝隙内。
图像的再现性通过以这种方式形成的透镜阵列的光学特性评价。通过使用调制传递函数(MTF)法测定图像的再现比例实现评价。即，预定线图位于透镜阵列的入射侧，而来自卤素光源的光穿过滤色器和光扩散板照射到线图上获得的图像穿过透镜阵列在输出侧上形成一对一的实像。此时，测定相对于入射光的实像的再现比。
本实施方案使用了线图案，在该线图案中，一组方波线对表示开/关，并且在1mm的缝隙内安置了八组线对(81pm：每mm的线)。
在本实施方案的透镜阵列中，图像的再现比为84％，因为该值大于80％，因此它是一个优异的值。
通过使用具有上述结构的透镜阵列，能够构成具有优异光学特性的光学装置。即，具有本实施方案的透镜阵列作为图像读取装置的扫描器或复印机可以复制出高分辨率和高清晰度的图像。
此外，使用通过将具有上述结构的透镜阵列和光发射元件结合到图像形成装置中而构成的打印机，能够复制出高分辨率和高清晰度的图像。
[比较实施例]
根据比较实施例，具有由传统技术制备的透镜元件的透镜阵列是由与上述实施例相同的方法构成的，并且评价该透镜阵列的光学性质。根据比较实施例的透镜阵列具有79.6％的图像再现比，该值小于80％。这是因为由常规技术制备的透镜元件的折射率分布偏离优选的折射率分布。即，因为多个圆柱形透镜元件中每一个的周边都偏离有效视场，由各个透镜元件的周边获得的图像彼此重叠成为干扰，这样就导致了整个透镜阵列的光学特性的劣化。
[改进]
在第二实施方案中，具有多个二维安置的透镜元件的透镜阵列被用作光学元件，但是本发明并不限于这些。即，可以使用零维安置的透镜元件作为光学元件。换句话说，可以使用透镜作为光学元件。此外，也可以使用光学元件是一维安置的透镜阵列。
本申请涉及并要求在2003年3月26日提交的日本专利申请2003-085226的优先权，该申请的全部内容通过引用结合在此。
<工业适用性>
如上所述，根据本发明，可以提供适用于制备分布式折射率透镜的透镜体，所述分布式折射率透镜具有宽的有效视场和优异的耐候性。此外，通过使用本发明的分布式折射率透镜，可以提供具有优异光学特性的光学元件和具有该光学元件的光学装置。
Claims (5)
1.一种含有铊的玻璃体，其由以下组分构成：
35～80摩尔％SiO2、0.1～40摩尔％B2O3、1～26摩尔％Tl2O、1～34摩尔％K2O、0～30摩尔％ZnO、0～30摩尔％GeO2、0～20摩尔％TiO2、0～20摩尔％MgO、0～2摩尔％ZrO2、0～8摩尔％Al2O3、0～5摩尔％SnO、0～5摩尔％La2O3、0～8摩尔％Bi2O3、0～2摩尔％Ta2O5、0～1摩尔％Sb2O3以及0～1摩尔％As2O3，
其中该玻璃体含有2～26摩尔％的Na2O+Li2O，
0.2～5.5摩尔％的(Na2O+Li2O)/Tl2O，
5～35摩尔％Tl2O+R2O(其中R为碱金属)，
0～10摩尔％的BaO+CaO+SrO，
0～8摩尔％的ZrO2+Al2O3+SnO(SnO2)，以及
50～80摩尔％的SiO2+GeO2+TiO2+B2O3+ZrO2+Al2O3。
2.如权利要求1所述的玻璃体，
其中所述玻璃体包含2～34摩尔％的K2O。
3.一种分布式折射率透镜，其具有从中心向周边变化的折射率分布，其通过权利要求1所述的玻璃体与钾化合物的熔融盐接触进行离子交换而形成。
4.一种光学元件，其中如权利要求3所述的分布式折射率透镜为零维、一维或二维安置的。
5.一种光学装置，其具有权利要求4所述的光学元件。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003085226A JP2004292215A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | 光学ガラスおよび、該光学ガラスを用いた光学素子および、該光学素子を用いた光学機器 |
| JP85226/2003 | 2003-03-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1747905A true CN1747905A (zh) | 2006-03-15 |
Family
ID=33095022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200480003731.6A Pending CN1747905A (zh) | 2003-03-26 | 2004-03-25 | 光学玻璃、使用该光学玻璃的光学元件和使用该光学元件的光学装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20060148635A1 (zh) |
| JP (1) | JP2004292215A (zh) |
| CN (1) | CN1747905A (zh) |
| TW (1) | TW200427648A (zh) |
| WO (1) | WO2004085329A1 (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101450840B (zh) * | 2007-11-30 | 2012-01-18 | 上海安妮水晶设计有限公司 | 一种具有金刚光泽的复合光学玻璃及其制备方法 |
| CN103864298A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-06-18 | 南通向阳光学元件有限公司 | 一种紫色光学玻璃组合物 |
| CN109942185A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-06-28 | 成都光明光电股份有限公司 | 适于化学强化的玻璃和化学强化玻璃 |
| CN111018342A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 |
| CN112358179A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-12 | 郑州大正光电科技有限公司 | 一种自聚焦透镜及其制备方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7341964B2 (en) * | 2004-07-30 | 2008-03-11 | Shepherd Color Company | Durable glass and glass enamel composition for glass coatings |
| KR20070088296A (ko) | 2004-12-21 | 2007-08-29 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 전극 피복용 유리 |
| JPWO2006082625A1 (ja) * | 2005-02-01 | 2008-06-26 | 東洋ガラス株式会社 | 光ファイバ結合部品及びその製造方法 |
| US20080068703A1 (en) * | 2005-02-25 | 2008-03-20 | Japan Science And Technology Agency | Glass Composition Containing Bismuth and Method of Amplifying Signal Light Therewith |
| JP2007186404A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-07-26 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 照明用ガラス |
| US9145333B1 (en) * | 2012-05-31 | 2015-09-29 | Corning Incorporated | Chemically-strengthened borosilicate glass articles |
| JP6875431B2 (ja) * | 2019-01-29 | 2021-05-26 | 日本板硝子株式会社 | 屈折率分布型レンズ、光学製品、光学機器、及び屈折率分布型レンズ用ガラス組成物、及び屈折率分布型レンズの製造方法 |
| CN109987838B (zh) * | 2019-04-24 | 2022-04-15 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57188431A (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-19 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Optical glass containing thallium |
| JPS5950047A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-22 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 広開口角の屈折率分布型レンズを製造するに適したガラス組成 |
| JPH0617250B2 (ja) * | 1986-09-19 | 1994-03-09 | 松下電工株式会社 | ガラスセラミツク焼結体 |
| US5139557A (en) * | 1989-04-12 | 1992-08-18 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Method of performing an ion exchange of optical glass |
| JP2687569B2 (ja) * | 1989-04-12 | 1997-12-08 | 日本板硝子株式会社 | 光学ガラスのイオン交換処理方法 |
-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003085226A patent/JP2004292215A/ja not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-03-25 CN CN200480003731.6A patent/CN1747905A/zh active Pending
- 2004-03-25 US US10/543,776 patent/US20060148635A1/en not_active Abandoned
- 2004-03-25 WO PCT/JP2004/004180 patent/WO2004085329A1/ja active Application Filing
- 2004-03-26 TW TW093108317A patent/TW200427648A/zh unknown
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101450840B (zh) * | 2007-11-30 | 2012-01-18 | 上海安妮水晶设计有限公司 | 一种具有金刚光泽的复合光学玻璃及其制备方法 |
| CN103864298A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-06-18 | 南通向阳光学元件有限公司 | 一种紫色光学玻璃组合物 |
| CN109942185A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-06-28 | 成都光明光电股份有限公司 | 适于化学强化的玻璃和化学强化玻璃 |
| CN111018342A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-17 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 |
| CN111018342B (zh) * | 2019-12-24 | 2022-04-15 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器 |
| CN112358179A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-12 | 郑州大正光电科技有限公司 | 一种自聚焦透镜及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200427648A (en) | 2004-12-16 |
| JP2004292215A (ja) | 2004-10-21 |
| WO2004085329A1 (ja) | 2004-10-07 |
| US20060148635A1 (en) | 2006-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1135207C (zh) | 具有负反常色散的光学玻璃 | |
| CN1154620C (zh) | 无碱金属的铝硼硅酸盐玻璃及其用途 | |
| CN1747905A (zh) | 光学玻璃、使用该光学玻璃的光学元件和使用该光学元件的光学装置 | |
| JP5274855B2 (ja) | 屈折率分布型レンズ用母材ガラス組成物、屈折率分布型レンズとその製造方法ならびに光学製品および光学機器 | |
| CN1990405A (zh) | 光学玻璃 | |
| CN1048474C (zh) | 基本透明的非光致变色的玻璃 | |
| CN1216821C (zh) | 分级折射率透镜 | |
| CN1911844A (zh) | 含有铜(ii)氧化物的铝磷酸盐玻璃及其滤光应用 | |
| NL7907421A (nl) | Multicomponentglas voor lichttransmissie. | |
| CN1204073C (zh) | 光学玻璃 | |
| CN101058475A (zh) | 光学玻璃、光学元件及其制造方法 | |
| CN106587599A (zh) | 光学玻璃和分光透射率劣化的抑制方法 | |
| CN1047370C (zh) | 无色眼镜玻璃 | |
| CN1042923C (zh) | 光致变色玻璃 | |
| CA2419684A1 (en) | Planar lens | |
| JP4013913B2 (ja) | 鉛フリーの屈折率分布型レンズ用母材ガラス組成物、屈折率分布型レンズ、屈折率分布型レンズの製造方法、光学製品及び光学機器 | |
| CN1246103A (zh) | 改进的光致变色玻璃 | |
| GB2127010A (en) | Thallium-containing optical glass composition | |
| JP2001139341A (ja) | 屈折率分布型レンズ用母材ガラス組成物 | |
| CN1121987C (zh) | 无铅光学玻璃 | |
| CN1026889C (zh) | 彩釉墙地砖釉料的配制方法 | |
| CN1182720A (zh) | 芯/包层结构的折射率分布型光学元件的玻璃组合物 | |
| CN1135411C (zh) | 折射率分布型光学元件和折射率分布型棒状透镜阵列 | |
| CN1243364C (zh) | 用于阴极射线管的显示屏玻璃 | |
| CN1495139A (zh) | 玻璃包层组合物、梯度折射率棒状透镜及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |