JP2002202417A - Refractive index distribution type plastic optical transmission body - Google Patents

Refractive index distribution type plastic optical transmission body

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JP2002202417A
JP2002202417A JP2002000154A JP2002000154A JP2002202417A JP 2002202417 A JP2002202417 A JP 2002202417A JP 2002000154 A JP2002000154 A JP 2002000154A JP 2002000154 A JP2002000154 A JP 2002000154A JP 2002202417 A JP2002202417 A JP 2002202417A
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Yoshihiko Mishina
義彦 三品
Ryuji Murata
龍二 村田
Yoshihiro Uozu
吉弘 魚津
Masaaki Oda
正昭 小田
Teruhiro Ishimaru
輝太 石丸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bright optical transmission body which has high solution and productivity of which is remarkably improved. SOLUTION: In the plastic optical transmission body which is composed of a plurality of layers consisting of a mixture of the same polymers and the other polymers which are provided in a concentric circular shape, the same polymer content within respective layers of the plurality of layers is substantially same, moreover the same polymer contents of at least two layers composing the plurality of layers are different, and further the composition of the other polymer within respective layers of the plurality of layers changes from the center toward the outer periphery of the transmission body. Thus, the refractive index distribution type plastic optical transmission body having the ideal refractive index distribution is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光集束性光ファイ
バ、光集束性棒状レンズ、光センサー等種々の光伝送路
として有用であり、白色光源を用いた複写機の画像伝送
用アレイとして有用に用い得る光伝送体に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is useful as various light transmission paths such as a light focusing optical fiber, a light focusing rod lens, and an optical sensor, and is useful as an image transmission array of a copying machine using a white light source. The present invention relates to an optical transmission body that can be used for:

【0002】[0002]

【従来の技術】光伝送体断面内において、その中心部か
ら外周部に向って連続的な屈折率分布を有する光伝送体
が特公昭47−816号公報、同47−28059号公
報、ヨーロッパ公開公報0208159号公報に示され
ている。
2. Description of the Related Art In a cross section of an optical transmission body, an optical transmission body having a continuous refractive index distribution from the center to the outer periphery is disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 47-816 and 47-28059, published in Europe. This is disclosed in Japanese Patent Publication No. 0208159.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】特公昭47−816号
公報に示された屈折率分布型光伝送体はガラスを素材と
し、イオン交換法にて作成しているため、その生産性が
低く同一形状(特に同一長)で同一性能を備えたものと
することは難しく、同一性能を備えた屈折率分布型光伝
送体の長さは不揃いとなり易く、その取扱い性が不足す
るという難点があった。
The refractive index distribution type optical transmission body disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-816 is made of glass and manufactured by an ion exchange method, so that the productivity is low and the same. It is difficult to have the same performance with a shape (especially the same length), and the length of the graded-index optical transmission body having the same performance tends to be irregular, and there is a drawback that the handleability is insufficient. .

【0004】特公昭47−28059号公報に示された
屈折率分布型プラスチック光伝送体は、屈折率が相異な
り、かつ特定の溶剤に対する溶解度が異なる二以上の透
明な重合体を混合したものを棒状又はファイバ状に賦形
した後、前記溶剤に浸漬して、該成形物の表面より前記
重合体の一部を抽出処理することにより、前記重合体成
形物の表面からその中心部にかけて前記重合体の混合割
合が変化したものとすることによって作られている。こ
の方法によって一応プラスチック製棒状レンズを作るこ
とはできるが、屈折率の異なる2種以上の重合体を混合
したものは屈折のゆらぎが多くなり、その透明性が低下
するとともに光散乱を起し易いものとなり、屈折率分布
型光伝送体としての特性が十分でないという問題点があ
り、その用途開発は進んでいない。
[0004] A graded-index plastic optical transmitter disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-28059 is a mixture of two or more transparent polymers having different refractive indices and different solubilities in a specific solvent. After shaping into a rod shape or a fiber shape, the polymer is immersed in the solvent and a part of the polymer is extracted from the surface of the molded product, whereby the weight from the surface of the polymer molded product to the center thereof is increased. It is made by assuming that the mixing ratio of coalescence has changed. Although plastic rod lenses can be produced by this method, a mixture of two or more polymers having different refractive indexes has a large fluctuation of refraction, and its transparency is reduced and light scattering is likely to occur. Therefore, there is a problem that the characteristics as a refractive index distribution type optical transmission body are not sufficient, and the use development thereof has not been advanced.

【0005】ヨーロッパ公開特許0208159号公報
には、少なくとも1種の熱可塑性重合体(A)と、重合
した場合に重合体(A)と相溶し得、かつ重合体(A)
とは異った屈折率の重合体となる単量体(B)との均一
混合物をロッド状に成形した成形体の表面より、単量体
(B)を揮散せしめることによって、該成形物の表面か
ら内部にかけて単量体(B)の連続的な濃度分布を与え
た後、該成形物中の未重合単量体を重合することによっ
て屈折率分布型プラスチック光伝送体を作る方法が示さ
れている。
EP-A 0208159 discloses that at least one thermoplastic polymer (A) is compatible with the polymer (A) when polymerized, and the polymer (A)
By subjecting the monomer (B) to volatilization from the surface of a rod-shaped molded article obtained by molding a homogeneous mixture with the monomer (B) to be a polymer having a different refractive index from the molded article, After giving a continuous concentration distribution of the monomer (B) from the surface to the inside, a method of producing a graded index plastic light transmitting body by polymerizing the unpolymerized monomer in the molded article is shown. ing.

【0006】屈折率分布型光伝送体の屈折率分布曲線は
理想的には次式によって表わされ、図2中のaに示した
曲線となるといわれている。 N=N0 (1−ar2
[0006] The refractive index distribution curve of the graded index type optical transmission body is ideally represented by the following equation, and is said to be the curve shown in FIG. N = N 0 (1-ar 2 )

【0007】ところが本発明者の検討によると上記方法
によって作られた屈折率分布型光伝送体のインターファ
コ干渉顕微鏡にて後述する条件で測定した屈折率分布曲
線は同図中のbに示す如く、その中心から半径の方向
0.5r0 〜0.75r0 までの範囲(同図中c〜dの
範囲、eは最外周部を示す)は比較的式(1)で示す理
想曲線に近い屈折率分布曲線を備えているが、それより
も内側及び外側の屈折率分布はその理想曲線から大きな
ずれを生じている。
However, according to the study of the present inventor, a refractive index distribution curve of the refractive index distribution type optical transmission body produced by the above method measured by an interfaco interference microscope under the conditions described later is shown by b in FIG. as, ranging from the center to a radius direction 0.5r 0 ~0.75r 0 (the range of the figure c to d, e denotes the outermost portion) of the ideal curve shown by relatively formula (1) Although it has a close refractive index distribution curve, the refractive index distributions inside and outside it have a large deviation from the ideal curve.

【0008】光伝送体にて格子模様を観察してみると、
二次曲線にほぼ正確に従う屈折率分布を有しているなら
ば図3(a)に示す如く、正常な格子像の伝送を行なう
ことができるが、図2のbに示す如き、屈折率分布がそ
の理想屈折率分布より離れた光伝送体にて格子像を観察
すると図3(b)又は(c)に示した如く大きく歪んだ
格子像が観察され正確な画像伝送を行ない得ないものと
なっている。また、その解像度を示すモデレーショント
ランスファーファンクション(MTF)が約30%以下
と極めて低いものしか得られておらず複写機用光伝送体
としては使用できなかった。
When observing a lattice pattern in an optical transmission body,
If a refractive index distribution almost exactly follows a quadratic curve, a normal lattice image can be transmitted as shown in FIG. 3A, but a refractive index distribution as shown in FIG. However, when a lattice image is observed with an optical transmission member separated from the ideal refractive index distribution, a large distorted lattice image is observed as shown in FIG. 3B or 3C, and accurate image transmission cannot be performed. Has become. In addition, a moderation transfer function (MTF) indicating the resolution was as low as about 30% or less, and could not be used as an optical transmitter for a copying machine.

【0009】そこで、図2のbに示した如き屈折率分布
を備えた従来法によって作られた屈折率分布型光伝送体
は、図2のdよりも外周方向の部位を切削により削取る
か、或いは、当該部分を溶剤によって溶解処理し、該光
伝送体の光路が比較的理想的な屈折率分布を有するもの
としているため、解像度の高い光伝送体とすることはで
きず、かつその生産性が極めて低く、均一な製品を常に
製造することが極めて難しいという難点があった。
Therefore, in a refractive index distribution type optical transmission body having a refractive index distribution as shown in FIG. 2B, which is formed by a conventional method, a portion in the outer peripheral direction is cut off more by cutting than in FIG. Alternatively, the portion is dissolved with a solvent, and the optical path of the optical transmission member has a relatively ideal refractive index distribution. There is a drawback that the properties are extremely low and it is extremely difficult to always produce a uniform product.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は白色
光源を用いた複写機に利用しうる屈折率分布型プラスチ
ック光伝送体であり、従来開発されたものに比べ解像度
が高く明るい光伝送体であり、かつ、その生産性が著し
く向上した光伝送体を得るべく検討した結果、本発明を
完成したものである。
Accordingly, the present inventors have developed a graded-index plastic optical transmission body which can be used in a copying machine using a white light source, and have higher resolution and brighter optical transmission than those conventionally developed. As a result of studying to obtain an optical transmission body which is a body and whose productivity is remarkably improved, the present invention has been completed.

【0011】本発明の要旨は以下の通りである。すなわ
ち、第1の発明は、同心円状に設けられた、同一の重合
体と他の重合体との混合物からなる複数層から構成され
たプラスチック光伝送体であって、該複数層の各層内
の、該同一の重合体の含有率が実質的に同一であり、か
つ当該複数層を構成する少なくとも2層の該同一の重合
体の含有率が異なり、さらに当該複数層の各層内の、前
記他の重合体の共重合組成が、当該光伝送体の中心から
外周に向かって変化することにより、半径r0 なる円形
断面を有し、その中心軸から外周面へ向って少なくとも
0.25r0〜0.70r0 の範囲の屈折率分布が、式
(1)
The gist of the present invention is as follows. That is, the first invention is a plastic optical transmission body comprising a plurality of layers formed of a mixture of the same polymer and another polymer provided concentrically, wherein each of the plurality of layers has The content of the same polymer is substantially the same, and the content of the same polymer in at least two layers constituting the plurality of layers is different. The copolymer composition of the polymer changes from the center of the optical transmission body to the outer periphery, so that the optical transmission body has a circular cross section having a radius of r 0 , and at least 0.25 r 0- The refractive index distribution in the range of 0.70r 0 is given by the formula (1)

【数3】 で規定する屈折率分布曲線にほぼ近似の屈折率分布を備
え、4ラインペア/mmなる格子像を該光伝送体を通し
てCCDラインセンサ上に結像させて、その測定光量の
最大値imax と最小値imin を測定し、次式
(2)にて算出したモデュレーショントランスファーフ
ァンクション(MTF)が40%以上なる特性を備えて
いることを特徴とする屈折率分布型プラスチック光伝送
体である。
(Equation 3) A refractive index distribution approximately similar to the refractive index distribution curve defined by the formula (1), a grid image of 4 line pairs / mm is formed on the CCD line sensor through the optical transmission body, and the maximum value imax and the minimum value of the measured light amount are formed. A refractive index distribution type plastic optical transmitter characterized in that a value imin is measured and a modulation transfer function (MTF) calculated by the following equation (2) has a characteristic of 40% or more.

【数4】 第2の発明は、第1の発明において、 1.4≦n0 ≦1.6 0.15≦g<0.3 mm-1 なる特性値を有することを特徴とする屈折率分布型プラ
スチック光伝送体である。第3の発明は、前記r0
0.6mm以下であることを特徴とする第1または第2
の発明の屈折率分布型プラスチック光伝送体である。第
4の発明は、第1〜3のいずれかの発明の屈折率分布型
プラスチック光伝送体の複数本を一ライン又は複数ライ
ンに並べ集合化したことを特徴とする光伝送体アレイで
ある。
(Equation 4) According to a second aspect, in the first aspect, the gradient index plastic light has a characteristic value of 1.4 ≦ n 0 ≦ 1.6 0.15 ≦ g <0.3 mm −1. Transmitter. A third invention is characterized in that the r 0 is 0.6 mm or less,
And a refractive index distribution type plastic optical transmission body according to the invention. A fourth invention is an optical transmitter array, wherein a plurality of the refractive index distribution type plastic optical transmitters according to any one of the first to third inventions are arranged in one line or a plurality of lines and are assembled.

【0012】本発明の屈折率分布型プラスチック光伝送
体の屈折率分布は、図1のbに示す如くその中心軸から
0.25r0 〜0.70r0 、好ましくは0.20r0
〜0.75r0 の範囲が式(1)に示した理想屈折率分
布曲線〔図1のa〕にほぼ近似の分布曲線を備えてい
る。
[0012] refractive index distribution of the refractive index distribution type plastic optical transmission article of the present invention, 0.25r 0 ~0.70r 0 from the central axis as shown in b of FIG. 1, preferably 0.20R 0
The range from to 0.75r 0 has a distribution curve substantially similar to the ideal refractive index distribution curve (a in FIG. 1) shown in the equation (1).

【0013】該光伝送体の中心軸から0.25r0
0.70r0 の範囲が図1のaに示す式(1)の屈折率
分布曲線に近似な屈折率分布を有さない屈折率分布型プ
ラスチック製光伝送体は正確な画像伝送を行なうことが
できず複写機用の光伝送体としての要求特性を満足せ
ず、これらの用途に用いることはできない。
From the central axis of the optical transmission member, 0.25 r 0 to
A range of 0.70r 0 does not have a refractive index distribution approximate to the refractive index distribution curve of the equation (1) shown in FIG. 1A. It cannot be used for these applications because it cannot satisfy the required characteristics as an optical transmitter for a copying machine.

【0014】また、本発明の屈折率分布型プラスチック
製光伝送体のn0 値は1.4≦n0≦1.6の範囲であ
り、この値が1.6を越えて大きなプラスチック光伝送
体はその製作が難しくなる。一方、n0 が1.4未満の
光伝送体は、その中心軸部の屈折率と外周部との屈折率
の差を大きくとることができず解像度に優れ画像伝送特
性の優れた光伝送体とすることが難しい。
The n 0 value of the gradient index plastic optical transmission member of the present invention is in the range of 1.4 ≦ n 0 ≦ 1.6. The body becomes difficult to make. On the other hand, an optical transmitter having n 0 of less than 1.4 cannot provide a large difference between the refractive index of the central axis portion and the refractive index of the outer peripheral portion, and has excellent resolution and excellent image transmission characteristics. Difficult to do.

【0015】また、g値は式(3)The g value is given by equation (3)

【数5】 に規定され、レンズ長とその結像距離を規定する値であ
る。本発明の光伝送体は、0.15≦g<0.3 mm
-1を満たしている。g値が0.3以上であると色収差を
有する光伝送体となり易く、白色光を光源として使用す
る光伝送体としては適性を欠くようになる。一方、g値
が0.15未満のものではその結像距離が長くなり、そ
の取扱い性が不足する。
(Equation 5) Is a value that defines the lens length and its image forming distance. The optical transmission body of the present invention has a thickness of 0.15 ≦ g <0.3 mm.
Satisfies -1 . When the g value is 0.3 or more, the optical transmission body having chromatic aberration tends to be formed, and the optical transmission body using white light as a light source is not suitable. On the other hand, when the g value is less than 0.15, the imaging distance becomes long, and the handling property is insufficient.

【0016】本発明の屈折率分布型プラスチック光伝送
体は複写機等の光伝送体として使用する場合は1本で使
用するよりも、多数本を1列又は多数列俵積み配列とし
て使用されたアレイとして使用されることが多く、この
アレイにて得られる画像は各光伝送体よりの画像の部分
的な重なり画像となったものである。この重なり画像の
鮮明性を向上するには、これら重なり画像の重なり度合
が大きく寄与してき、この重なり度合を支配する因子
は、該光伝送体の直径であり、その半径r0 は0.4m
m以上であることが好ましく、また、0.6mm以下で
あることが好ましい。この太さが更に細いものでは明る
さが不足するとともに屈折率分布の均一な光伝送体を効
率よく作ることが難しく、また、この太さが上記範囲を
越えて太いものは、この光伝送体を多数本並べてアレイ
を作ったときに得られる画像の重なり度合が不均一とな
り鮮明な画像伝送を行ない得るアレイとなし得なくなる
おそれがあるので好ましくない。
In the case of using the graded-index plastic optical transmission member of the present invention as an optical transmission member of a copying machine or the like, a large number of single-line or multiple-row bales are used rather than a single line. Often used as an array, the image obtained with this array is a partially overlapping image of the image from each light transmitter. In order to improve the clarity of the overlapped image, the degree of overlap of these overlapped images greatly contributes. A factor governing the degree of overlap is the diameter of the optical transmitter, and the radius r 0 is 0.4 m.
m or more, and preferably 0.6 mm or less. If the thickness is smaller, the brightness is insufficient and it is difficult to efficiently produce an optical transmission body having a uniform refractive index distribution. However, the degree of overlapping of the images obtained when an array is formed by arranging a large number of these images is not uniform, and there is a possibility that an array capable of performing clear image transmission may not be obtained.

【0017】また本発明のプラスチック製屈折率分布型
光伝送体の解像度を示すMTFは空間周波数4(ライン
ペア/mm)を有する格子、屈折率分布型光伝送体を複
数本並べたアレイ及び光源を図4に示す如く配列し、結
像面に設置したCCDラインセンサにより格子画像を読
取り(図5)その光量レベルの最大値(imax )と最小
値(imin )を測定し次式により求めた
The MTF indicating the resolution of the plastic graded index optical transmitter of the present invention is a grating having a spatial frequency of 4 (line pairs / mm), an array in which a plurality of graded index optical transmitters are arranged, and a light source. Are arranged as shown in FIG. 4 and a grid image is read by a CCD line sensor provided on the image forming surface (FIG. 5). The maximum value (imax) and the minimum value (imin) of the light amount level are measured and calculated by the following equation.

【0018】[0018]

【数6】 (Equation 6)

【0019】ここで空間周波数とは、図4に示す如く、
白ラインと黒ラインとの1組の組み合わせを1ラインペ
アとし、これが1mm幅内にいくつ設けてあるかをライ
ンペア/mmという単位で表したものである。
Here, the spatial frequency is, as shown in FIG.
One combination of a white line and a black line is defined as one line pair, and the number of lines provided in a 1 mm width is expressed in units of line pairs / mm.

【0020】本発明のプラスチック製屈折率分布型光伝
送体のMTFは40%以上である。MTFが40%未満
の光伝送体はその解像度が低く、ファクシミリ等複写器
用光伝送体として用いた場合、鮮明な複写画像を形成す
ることができなくなる。好ましくはMTFは45%以上
とするのがよい。
The MTF of the plastic graded-index optical transmission body of the present invention is at least 40%. An optical transmitter having an MTF of less than 40% has a low resolution, and when used as an optical transmitter for a copying machine such as a facsimile, a clear copied image cannot be formed. Preferably, the MTF is set to 45% or more.

【0021】本発明のプラスチック製屈折率分布型光伝
送体は次の如くして作るのがよい。未硬化状態での粘度
が103 〜108 ポイズであり硬化したときの屈折率n
がn1 >n2 >n3 …nN (N≧3)なるN個の未硬化
物質を用意し、中心から同心円状に複数層各層の屈折率
が順次低くなるように複層積層した棒状体又はファイバ
状賦形物を形成し、各層間の屈折率分布が連続的屈折率
分布となるように拡散処理しながら、又は拡散処理した
後に硬化処理せしめることにより作るのがよい。
The graded index optical transmission member made of plastic of the present invention is preferably produced as follows. The viscosity in the uncured state is 103 to 108 poise, and the refractive index n when cured.
Is a rod-like structure in which N uncured substances of n 1 > n 2 > n 3 ... N N (N ≧ 3) are prepared, and a plurality of layers are laminated concentrically from the center so that the refractive index of each of the layers becomes lower in order. It is preferable to form a body or a fibrous shaped article and perform a curing treatment while performing a diffusion treatment so that the refractive index distribution between the respective layers becomes a continuous refractive index distribution, or a curing treatment after the diffusion treatment.

【0022】g値が0.3>g≧0.15の場合N≧3
とすると屈折率分布型光伝送体の中心層と最外層とのn
1 −nN の差を適切な範囲とすることができ、その中心
から0.25r0 〜0.70r0 の範囲内の屈折率分布
を式(1)の曲線に近似なものとするのが容易となり、
本発明の目的とする光伝送体とすることができる。従っ
てNは3〜5の範囲であることが好ましい。
N ≧ 3 when g value is 0.3> g ≧ 0.15
Then, n between the central layer and the outermost layer of the gradient index optical transmission body
The difference of 1 -n N can be any suitable range, the refractive index distribution in the range from the center of 0.25r 0 ~0.70r 0 that shall approximate the curve of the equation (1) Easier,
The optical transmission object of the present invention can be obtained. Therefore, N is preferably in the range of 3 to 5.

【0023】本発明を実施するに際して用いられる未硬
化物質は、粘度が103 〜108 ポイズで硬化性のもの
であることが必要である。粘度が103 ポイズよりも小
さいと、賦形に際し糸切れが生ずるようになり糸状物の
形成が困難である。また粘度が108 ポイズより大きい
と、その賦形操作性が不良となり各層の同心円性が損わ
れたり、太さ斑の大きな賦形物となり易いので好ましく
ない。
The uncured material used in practicing the present invention must have a viscosity of 10 3 to 10 8 poise and be curable. If the viscosity is less than 10 3 poise, formation of filamentous materials is as yarn breakage occurs is difficult upon shaping. On the other hand, if the viscosity is more than 10 8 poise, the shaping operability is poor, and concentricity of each layer is impaired, and a shaped article having a large unevenness in thickness is apt to be produced.

【0024】本発明を実施するに際して用いうる硬化し
うる物質としてはラジカル重合性ビニル単量体又は該単
量体と該単量体に可溶性の重合体とよりなる組成物など
を用いることができる。
As the curable substance that can be used in carrying out the present invention, a radical polymerizable vinyl monomer or a composition comprising the monomer and a polymer soluble in the monomer can be used. .

【0025】用い得るラジカル重合性ビニル単量体の具
体例としてはメチルメタクリレート(n=1.49)、
スチレン(n=1.59)、クロルスチレン(n=1.
61)、酢酸ビニル(n=1.47)、2,2,3,3
−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2,
2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロプロピル
(メタ)アクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキ
サフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2,2,2
−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート等の弗素化
アルキル(メタ)アクリレート(n=1.37〜1.4
4)、屈折率1.43〜1.62の(メタ)アクリレー
ト類例えばエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メ
タ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒ
ドロキシアルキル(メタ)アクリレート、アルキレング
リコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロ
パンジ又はトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリ
トールジ、トリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジグ
リセリンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリス
リトールヘキサ(メタ)アクリレートなどのほかジエチ
レングリコールビスアリルカーボネート、弗素化アルキ
レングリコールポリ(メタ)アクリレートなどが挙げら
れる。
Specific examples of usable radically polymerizable vinyl monomers include methyl methacrylate (n = 1.49),
Styrene (n = 1.59), chlorostyrene (n = 1.
61), vinyl acetate (n = 1.47), 2,2,3,3
-Tetrafluoropropyl (meth) acrylate, 2,
2,3,3,4,4,5,5-octafluoropropyl (meth) acrylate, 2,2,3,4,4,4-hexafluoropropyl (meth) acrylate, 2,2,2
Fluorinated alkyl (meth) acrylates such as trifluoroethyl (meth) acrylate (n = 1.37 to 1.4)
4), (meth) acrylates having a refractive index of 1.43 to 1.62, for example, ethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, alkylene glycol di (meth) Acrylate, trimethylolpropane di or tri (meth) acrylate, pentaerythritol di, tri or tetra (meth) acrylate, diglycerin tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, diethylene glycol bisallyl carbonate, fluorine Alkylene glycol poly (meth) acrylate and the like.

【0026】これら物質を糸状に賦形するに供する未硬
化物の粘度調整及び得られる糸状物中の中心から外側へ
向う屈折率分布の付与のため、前記の未硬化物質はビニ
ル系単量体と可溶性重合体とにて構成されていることが
好ましい。ここに用いうる重合体としては、前記のラジ
カル重合性ビニル単量体から生成する重合体との相溶性
が良いことが好ましく、例えばポリメチルメタクリレー
ト(n=1.49)、ポリメチルメタクリレート系コポ
リマー(n=1.47〜1.50)、ポリ−4−メチル
ペンテン−1(n=1.46)、エチレン/酢酸ビニル
コポリマー(n=1.46〜1.50)、ポリカーボネ
ート(n=1.50〜1.57)、ポリ弗化ビニリデン
(n=1.42)、弗化ビニリデン/テトラフルオロエ
チレンコポリマー(n=1.42〜1.46)、弗化ビ
ニリデン/テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプ
ロペンコポリマー(n=1.40〜1.46)、ポリ弗
化アルキル(メタ)アクリレートポリマーなどが挙げら
れる。
In order to adjust the viscosity of the uncured material used for shaping these materials into a thread and to provide a refractive index distribution from the center to the outside in the obtained filament, the uncured material is a vinyl monomer. And a soluble polymer. The polymer which can be used here preferably has good compatibility with the polymer formed from the above-mentioned radical polymerizable vinyl monomer. For example, polymethyl methacrylate (n = 1.49), polymethyl methacrylate copolymer (N = 1.47-1.50), poly-4-methylpentene-1 (n = 1.46), ethylene / vinyl acetate copolymer (n = 1.46-1.50), polycarbonate (n = 1) .50 to 1.57), polyvinylidene fluoride (n = 1.42), vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer (n = 1.42 to 1.46), vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene / hexafluoro Propene copolymer (n = 1.40-1.46), polyfluorinated alkyl (meth) acrylate polymer and the like.

【0027】粘度を調整するため、各層に同一の屈折率
を有する同一の重合体を用いた場合は、中心から表面に
向って連続的な屈折率分布を有するプラスチック光伝送
体が得られるので好ましい。とくに、ポリメチルメタク
リレートは透明性に優れ及びそれ自体の屈折率も高いの
で本発明の屈折率分布型光伝送体を作るに際して用いる
重合体として好適なものである。
When the same polymer having the same refractive index is used for each layer in order to adjust the viscosity, a plastic optical transmission body having a continuous refractive index distribution from the center toward the surface is obtained, which is preferable. . In particular, polymethyl methacrylate has excellent transparency and a high refractive index of itself, so that it is suitable as a polymer to be used for producing the gradient index optical transmitter of the present invention.

【0028】前記未硬化物より形成した糸状物を硬化す
るには未硬化物中に熱硬化触媒、或いは光硬化触媒を添
加しておくことが好ましく、熱硬化触媒としては普通パ
ーオキサイド系触媒が用いられる。光重合触媒としては
ベンゾフェノン、ベンゾインアルキルエーテル、4′−
イソプロピル−2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオ
フェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン、ベンジルメチルケタール、2,2−ジエトキシアセ
トフェノン、クロロチオキサントン、チオキサントン系
化合物、ベンゾフェノン系化合物、4−ジメチルアミノ
安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミ
ル、N−メチルジエタノールアミン、トリエチルアミン
などが挙げられる。
In order to cure the filamentous material formed from the uncured material, it is preferable to add a thermosetting catalyst or a photocuring catalyst to the uncured material. As the thermosetting catalyst, a peroxide catalyst is usually used. Used. Benzophenone, benzoin alkyl ether, 4'-
Isopropyl-2-hydroxy-2-methyl-propiophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, benzylmethyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, chlorothioxanthone, thioxanthone compounds, benzophenone compounds, 4-dimethylaminobenzoic acid Examples include ethyl, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, N-methyldiethanolamine, and triethylamine.

【0029】次いで未硬化状の糸状物を硬化させるに
は、硬化部において好ましくは紫外線を周囲から作用さ
せ、熱硬化触媒及び/又は光硬化触媒を含有する糸状物
を熱処理ないし光照射処理する。
Next, in order to cure the uncured thread, the thread containing the thermosetting catalyst and / or the photocuring catalyst is subjected to a heat treatment or a light irradiation treatment, preferably by applying ultraviolet light from the periphery in the curing section.

【0030】本発明の光伝送体を作るには例えば図6の
糸成形装置を用いて実施することができる。図6は糸状
物成形装置を図式的に示す工程図で、相互拡散部及び硬
化処理部だけを縦断面図とするものであり、図中の記号
61は同心円状複合ノズル、62は押し出された未硬化
状の糸状物、63は糸状物の各層の単量体を相互に拡散
させて屈折率分布を与えるための相互拡散部、64は未
硬化物を硬化させるための硬化処理部、65は引き取り
ローラー、66は製造された屈折率分布型プラスチック
光伝送体、67は巻き取り部、68は不活性ガス導入
口、69は不活性ガス排出口である。糸状物62から遊
離する揮発性物質を相互拡散部63及び硬化処理部64
から除去するため、不活性ガス導入口68から不活性ガ
ス例えば窒素ガスを導入する。
The optical transmission body of the present invention can be manufactured by using, for example, the yarn forming apparatus shown in FIG. FIG. 6 is a process diagram schematically showing the thread forming apparatus, in which only the mutual diffusion portion and the hardening portion are formed in a longitudinal sectional view, in which 61 is a concentric composite nozzle, and 62 is extruded. Uncured thread-like material, 63 is a mutual diffusion part for diffusing monomers of each layer of the thread-like material to give a refractive index distribution, 64 is a curing treatment part for curing the uncured material, 65 is A take-up roller, 66 is a manufactured refractive index distribution type plastic optical transmission body, 67 is a winding section, 68 is an inert gas inlet, and 69 is an inert gas outlet. Volatile substances released from the filamentous material 62 are interdiffused by the interdiffusion unit 63 and cured by the curing unit 64.
An inert gas, for example, a nitrogen gas, is introduced from the inert gas inlet 68 in order to remove the gas.

【0031】上記の如き方法によって得られる屈折率分
布光伝送体には、さらに低屈折率の被覆層を設けること
もできる。被覆層を形成するためには、トリフルオロア
ルキルアクリレート、ペンタフルオロアルキルアクリレ
ート、ヘキサフルオロアルキルアクリレート、フルオロ
アルキレンジアクリレート、1,1,2,2−テトラヒ
ドロヘプタデカフルオロデシルアクリレート、ヘキサン
ジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
トなどを適宜混合し、必要に応じ塗工性及び屈折率を調
節するために前記の弗素化アクリレート又はメタクリレ
ートの重合体を加え、さらに前記の光重合開始剤を加え
たものを用いることが好ましい。
The coating layer having a low refractive index can be further provided on the refractive index distribution optical transmission body obtained by the above method. To form the coating layer, trifluoroalkyl acrylate, pentafluoroalkyl acrylate, hexafluoroalkyl acrylate, fluoroalkylene diacrylate, 1,1,2,2-tetrahydroheptadecafluorodecyl acrylate, hexanediol diacrylate, Pentyl glycol diacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and the like are appropriately mixed, and if necessary, the fluorinated acrylate or methacrylate polymer is added in order to adjust coatability and refractive index. Is preferably used.

【0032】光重合に用いる光源としては150〜60
0nmの波長の光を発する炭素アーク灯、高圧水銀灯、
超高圧水銀灯、低圧水銀灯、ケミカルランプ、キセノン
ランプ、レーザー光等が挙げられる。
The light source used for photopolymerization is 150 to 60
A carbon arc lamp, a high-pressure mercury lamp that emits light having a wavelength of 0 nm,
Examples include an ultra-high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a chemical lamp, a xenon lamp, and a laser beam.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の屈折率分布型プラスチック光伝
送体は、従来開発されてきた同種の光伝送体に比べ、そ
の中心から0.25r0 〜0.70r0 の範囲の屈折率
分布が式(1)の分布曲線に極めて近似した分布のもの
となっているため、その外周部の切削加工などを施さな
くても極めて良好なレンズ特性を備えたものとなってい
る。
Graded index plastic optical transmission medium of the present invention exhibits, in comparison to an optical transmission medium of the same type that have been previously developed, the refractive index distribution in the range from the center of 0.25r 0 ~0.70r 0 Since the distribution is very similar to the distribution curve of the equation (1), the lens has extremely good lens characteristics without cutting the outer peripheral portion.

【0034】以下実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0035】実施例中のレンズ性能及び屈折率分布の測
定は下記の方法で行った。 I.レンズ性能の測定 (評価装置)レンズ性能の測定は図7に示す評価装置を
用いて行った。 (試料の調製)実施例により得られた光伝送体を、通過
するHe−Neレーザー光線のうねりから判定した光線
の周期(λ)のほぼ1/4の長さ(λ/4)となるよう
に切断し、研磨機を用いて、試料の両端面が長軸に垂直
な平行平面となるように研磨し、評価試料とした。 (測定方法)図7中の光学ベンチ71の上に配置された
試料台76の上に試作した評価用試料78をセットし、
絞り74を調節して光源72からの光が集光用レンズ7
3、絞り74、ガラス板75を通り、試料の端面全面に
入射するようにしたのち、試料78及びポラロイドカメ
ラ77の位置をポラロイド(ポラロイド社商標)フィル
ム上にピントがあうよう調節し、正方形格子像を撮影
し、格子のゆがみを観察した。ガラス板75はフォトマ
スク用クロムメッキガラスのクロム被膜を0.1mmの
正方形格子模様に精密加工したものを用いた。 II.屈折率分布の測定 カールツアイス社製インターファコ干渉顕微鏡を用いて
公知の方法により測定した。
The lens performance and the refractive index distribution in the examples were measured by the following methods. I. Measurement of Lens Performance (Evaluation Apparatus) Measurement of lens performance was performed using an evaluation apparatus shown in FIG. (Preparation of sample) The optical transmission medium obtained in the example was set to have a length (λ / 4) of approximately の of the period (λ) of the light beam determined from the undulation of the passing He-Ne laser beam. The sample was cut and polished using a polishing machine such that both end surfaces of the sample became parallel planes perpendicular to the long axis, thereby obtaining an evaluation sample. (Measurement method) A trial evaluation sample 78 was set on a sample stage 76 placed on an optical bench 71 in FIG.
By adjusting the aperture 74, the light from the light source 72 is
3. After passing through the stop 74 and the glass plate 75, and incident on the entire end face of the sample, the positions of the sample 78 and the Polaroid camera 77 are adjusted so as to be in focus on a Polaroid (Polaroid Corporation) film, and a square grid is formed. Images were taken and the lattice distortion was observed. As the glass plate 75, a chrome coating film of chromium-plated glass for a photomask which was precisely processed into a 0.1 mm square lattice pattern was used. II. Measurement of refractive index distribution It was measured by a known method using an Interfaco interference microscope manufactured by Carl Zeiss.

【0036】実施例1 ポリメチルメタクリレート(〔η〕=0.34,MEK
中、25℃にて測定)52重量部、ベンジルメタクリレ
ート35重量部、メチルメタクリレート13重量部、1
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.2重量
部、ハイドロキノン0.1重量部とを60℃で加熱混練
した未硬化物を第1層形成用原液とし、ポリメチルメタ
クリレート(〔η〕=0.34,MEK中、25℃にて
測定)50重量部、ベンジルメタクリレート15重量
部、メチルメタクリレート35重量部、1−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン0.2重量部、ハイドロ
キノン0.1重量部とを60℃で加熱混練した未硬化物
を第2層形成用原液とし、ポリメチルメタクリレート
(〔η〕=0.34、MEK中、25℃にて測定)50
重量部、メチルメタクリレート50重量部、1−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン0.2重量部、ハイ
ドロキノン0.1重量部とを加熱混練した未硬化物を第
3層形成用原液とし、これら3種の原液を複合ノズルを
用い、同心円状ファイバストランドとして同時に押し出
した。この時の押し出し時の第1層の成分の粘度は4.
7×104 ポイズ、第2層の成分の粘度は3.7×10
4 ポイズ、第3層の成分の粘度は2.9×104 ポイズ
であった。複合ノズルの温度は60℃とした。
Example 1 Polymethyl methacrylate ([η] = 0.34, MEK)
Medium, measured at 25 ° C) 52 parts by weight, benzyl methacrylate 35 parts by weight, methyl methacrylate 13 parts by weight, 1
An uncured material obtained by heating and kneading 0.2 part by weight of hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 part by weight of hydroquinone at 60 ° C. was used as a stock solution for forming a first layer, and polymethyl methacrylate ([η] = 0.34, MEK) Medium, measured at 25 ° C.) 50 parts by weight, 15 parts by weight of benzyl methacrylate, 35 parts by weight of methyl methacrylate, 0.2 parts by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 0.1 part by weight of hydroquinone were heated and kneaded at 60 ° C. The uncured material is used as a stock solution for forming a second layer, and polymethyl methacrylate ([η] = 0.34, measured in MEK at 25 ° C.) 50
An uncured material obtained by heating and kneading 50 parts by weight of methyl methacrylate, 0.2 part by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 0.1 part by weight of hydroquinone was used as a stock solution for forming a third layer. Using a composite nozzle, they were extruded simultaneously as concentric fiber strands. At this time, the viscosity of the components of the first layer during extrusion is 4.
7 × 10 4 poise, viscosity of the second layer component is 3.7 × 10
The viscosity of the components of the 4th poise and the third layer was 2.9 × 10 4 poises. The temperature of the composite nozzle was 60 ° C.

【0037】紡糸ノズルより吐出されたファイバストラ
ンド62は次いで45cm長の相互拡散部〔図6中6
3〕を通過させることによりストランドファイバの各層
間のモノマーの相互拡散を行わせ、その後12本蛍光灯
(長さ120cm、40W)を円状に等間隔に配置され
た光照射部の中心にファイバストランドを速度40cm
/分で通過させることによりファイバストランド中のモ
ノマーを重合させ屈折率分布型プラスチック光伝送体と
し、ニップローラーで引き取った。
The fiber strand 62 discharged from the spinning nozzle is then subjected to a 45 cm long interdiffusion section [6 in FIG.
3] to cause mutual diffusion of the monomers between the layers of the strand fiber. Then, 12 fluorescent lamps (length: 120 cm, 40 W) are placed at the center of the light irradiating sections arranged at equal intervals in a circle. Strand speed 40cm
The monomer in the fiber strand was polymerized by passing at a rate of / min to obtain a graded-index plastic optical transmitter, which was taken up by a nip roller.

【0038】ファイバストランドを形成する際の各層の
吐出比を(第1層):(第2層):(第3層)=7:
4:1として得られた屈折率分布型光伝送体の半径(r
0 )0.59mmであり、インターファコ干渉顕微鏡に
より測定した屈折率分布はその中心部が1.508、周
辺部が1.498であり屈折率分布定数(g)値は0.
20mm-1でその中心から外面に向って図8に示す如く
0.15r0 〜0.75r0 の範囲の屈折率分布が近似
的に式(1)とほぼ一致しており、この光伝送体の両端
面を研磨し、レンズ長18.4mmとし4lP/mmな
る格子を用いて測定したMTFは60%、その時の共役
長が42.4mmで得られた格子の結像は歪みの少ない
鮮明な像であった。
The discharge ratio of each layer when forming the fiber strand is (first layer) :( second layer) :( third layer) = 7:
The radius (r) of the graded index optical transmitter obtained as 4: 1
0 ) 0.59 mm, the refractive index distribution measured by an interfaco interference microscope was 1.508 at the center and 1.498 at the periphery, and the refractive index distribution constant (g) was 0.48.
At 20 mm -1 , the refractive index distribution in the range of 0.15r 0 to 0.75r 0 from the center to the outer surface of the optical transmission body approximately matches Equation (1) as shown in FIG. The MTF measured by using a grating having a lens length of 18.4 mm and a lens length of 4 lP / mm was 60%, and the image formed on the grating obtained with a conjugate length of 42.4 mm was sharp with little distortion. It was a statue.

【0039】更に、この光伝送体複数本を用いて図4中
の41に示す如き構造のレンズ長18.4mmの光伝送
体アレイを作成し4lP/mmなる格子を用いてそのM
TFを測定した結果52%となった。この光伝送体アレ
イを構成する棒状レンズの共役長は42.4mmであっ
た。この光伝送体アレイを用いてLEDを光源とし、C
CDを受光素子としたイメージスキャナを組み立てたと
ころ、その解像度は高く、鮮明な画像を伝送することが
できた。
Further, an optical transmitter array having a lens length of 18.4 mm and having a structure as shown at 41 in FIG.
The TF was measured to be 52%. The conjugate length of the rod-shaped lens constituting this optical transmitter array was 42.4 mm. Using this optical transmitter array as an LED as a light source, C
When an image scanner using a CD as a light receiving element was assembled, the resolution was high and a clear image could be transmitted.

【0040】実施例2 実施例1で用いた3種の原液と更に、第4層形成用原液
としてポリメチルメタクリレート(〔η〕=0.34、
MEK中、25℃にて測定)47重量部、メチルメタク
リレート40重量部2,2,3,3,4,4,5,5−
オクタフルオロペンチルメタクリレート13重量部、1
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.2重量
部、ハイドロキノン0.1重量部とを60℃で加熱混練
した未硬化物質を用い、同心円状4層複合紡糸ノズルを
用いて、上記4種の原液を同心円状に配したファイバス
トランドとして同時に押し出した。押出し時の第1層な
いし第3層の粘度は実施例1とほぼ同じであり、第4層
形成成分の粘度は2.5×104 ポイズであった。又、
この時の複合ノズルの温度は60℃とした。次いで実施
例1と同様の操作を行ない屈折率分布型プラスチック光
伝送体を得た。
Example 2 The three kinds of stock solutions used in Example 1 were further used as polymethyl methacrylate ([η] = 0.34,
47 parts by weight, measured at 25 ° C. in MEK) 40 parts by weight of methyl methacrylate 2,2,3,3,4,4,5,5-
13 parts by weight of octafluoropentyl methacrylate, 1
Using an uncured material obtained by heating and kneading 0.2 parts by weight of hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 parts by weight of hydroquinone at 60 ° C., and using a concentric four-layer composite spinning nozzle, the above four kinds of stock solutions are concentrically formed. At the same time. The viscosities of the first to third layers during extrusion were almost the same as in Example 1, and the viscosity of the fourth layer forming component was 2.5.times.10@4 poise. or,
At this time, the temperature of the composite nozzle was 60 ° C. Next, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a graded-index-type plastic optical transmission body.

【0041】ファイバストランド形成時の(第1層):
(第2層):(第3層):(第4層)の吐出比を7:
4:1:0.5として得られた光伝送体は半径(r0
は0.60mm、インターファコ干渉顕微鏡により測定
した屈折率分布は中心部が1.507、周辺部が1.4
96であり、屈折率分布定数(g)値は0.20m
-1、その中心から外面に向かって0.15r0 〜0.
80r0 の範囲で屈折率分布が近似的に式(1)とほぼ
一致しており、この光伝送体の両端面を研磨しレンズ長
18.4mmとし4lP/mmの格子を用いて測定した
MTFは65%であった。その時の共役長は42.4m
mであった。この光伝送体を複数本組合せ実施例1と同
様にしてレンズ長18.4mmの光伝送体アレイを作成
し、4lP/mmなる格子を用いてMTFを測定した結
果58%、この時の共役長は42.4mmであった。こ
の光伝送体アレイを用いてLEDを光源とし、CCDを
受光素子としたイメージスキャナを組み立てた。このイ
メージスキャナは解像度の高い鮮明な画像を伝送するこ
とができた。
At the time of forming the fiber strand (first layer):
The discharge ratio of (second layer) :( third layer) :( fourth layer) is 7:
The optical transmitter obtained as 4: 1: 0.5 has a radius (r 0 )
Is 0.60 mm, and the refractive index distribution measured by an interfaco interference microscope is 1.507 at the center and 1.4 at the periphery.
96 and the refractive index distribution constant (g) value is 0.20 m
m −1 , 0.15 r 0 to 0.
Refractive index distribution in the range of 80 r 0 are substantially coincides with approximately the formula (1), MTF measured using a grid of 4LP / mm and the lens length 18.4mm polished end faces of the optical transmission body Was 65%. The conjugate length at that time is 42.4m
m. An optical transmitter array having a lens length of 18.4 mm was prepared in the same manner as in Example 1 by combining a plurality of the optical transmitters, and the MTF was measured using a 4 lp / mm grating. As a result, the conjugate length was 58%. Was 42.4 mm. Using this light transmitter array, an image scanner using an LED as a light source and a CCD as a light receiving element was assembled. This image scanner was able to transmit clear images with high resolution.

【0042】実施例3 実施例2で用いた4種の原液を、第1層から第4層形成
用原液として用い、ポリメチルメタクリレート(〔η〕
=0.34、MEK中、25℃にて測定)40重量部、
メチルメタクリレート18重量部、2,2,3,3,
4,4,6,6−オクタフルオロペンチルメタクリレー
ト42重量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン0.2重量部、ハイドロキノン0.1重量部とを
60℃で加熱混練し、第5層形成用原液とし、この5種
の原液を複合ノズルを用い同心円状ファイバストランド
として同時に押し出した。押し出し時の第1層から第4
層までの原液の粘度は実施例2とほぼ同じであり、第5
層形成成分の粘度は2.2×104 ポイズであった。
又、この時の複合紡糸ノズルの温度は60℃とした。
Example 3 The four kinds of stock solutions used in Example 2 were used as stock solutions for forming the first to fourth layers, and polymethyl methacrylate ([η]) was used.
= 0.34, measured in MEK at 25 ° C) 40 parts by weight,
18 parts by weight of methyl methacrylate, 2,2,3,3
42 parts by weight of 4,4,6,6-octafluoropentyl methacrylate, 0.2 parts by weight of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, and 0.1 parts by weight of hydroquinone were heated and kneaded at 60 ° C. to obtain a stock solution for forming a fifth layer. The five stock solutions were simultaneously extruded as concentric fiber strands using a composite nozzle. 1st layer to 4th layer during extrusion
The viscosity of the stock solution up to the layer was almost the same as in Example 2,
The viscosity of the layer forming component was 2.2.times.10@4 poise.
At this time, the temperature of the composite spinning nozzle was 60 ° C.

【0043】次いで実施例1と同様の操作を行ない光伝
送体を得た。ファイバストランド形成時の(第1層):
(第2層):(第3層):(第4層):(第5層)の吐
出比を7:4:1.1:0.6:0.4として得られた
光伝送体は半径(r0 )0.60mm、インターファコ
干渉顕微鏡により測定した屈折率の分布は中心部が1.
507、周辺部が1.494であり、屈折率分布定数
(g)値は0.22mm -1であり、その中心から外面に
向って0.15r0 〜0.85r0 の範囲で屈折率分布
が近似的に式(1)とほぼ一致していた。この光伝送体
の両端面を研磨し、レンズ長17.8mmとし、4lP
/mmの格子を用いて測定したMTFは72%であっ
た。その時の共役長は32.6mmであった。この光伝
送体を複数本組合せ、実施例1と同様にしてレンズ長1
7.8mmの光伝送体アレイを作成し4lP/mmなる
格子を用いてMTFを測定した結果、共役長32.6m
mで65%であった。この光伝送体アレイを用いてLE
Dを光源とし、CCDを受光素子としたイメージスキャ
ナを組み立てた。このイメージスキャナは解像度が高
く、鮮明な画像を伝送することができた。
Next, the same operation as in the first embodiment is performed, and light transmission is performed.
You got the sender. At the time of fiber strand formation (first layer):
(Second layer): (third layer): (fourth layer): (fifth layer)
The output ratio was obtained as 7: 4: 1.1: 0.6: 0.4.
The optical transmitter has a radius (r0 ) 0.60mm, Interfaco
The distribution of the refractive index measured by an interference microscope was 1.
507, the peripheral portion is 1.494, and the refractive index distribution constant is
(G) The value is 0.22 mm -1From the center to the outside
0.15r towards0 ~ 0.85r0 Refractive index distribution in the range
Was approximately equal to the equation (1). This optical transmitter
Are polished at both ends to make the lens length 17.8 mm and 4 lP
MTF was 72% measured using a / mm grid.
Was. The conjugate length at that time was 32.6 mm. This light transmission
A plurality of feeders are combined, and a lens length of 1 is set in the same manner as in Example 1.
Create a 7.8mm optical transmitter array and obtain 4lP / mm
As a result of measuring the MTF using the grating, the conjugate length was 32.6 m.
m was 65%. LE using this optical transmitter array
Image scan using D as light source and CCD as light receiving element
Assembled na. This image scanner has high resolution
And clear images could be transmitted.

【0044】実施例4 ポリメチルメタクリレート(〔η〕=0.34、MEK
中、25℃にて測定)51重量部、ベンジルメタクリレ
ート20重量部、メチルメタクリレート29重量部、1
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.2重量
部、ハイドロキノン0.1重量部とを60℃で加熱混練
した未硬化物質を第1層形成用原液とし、実施例1で用
いた第3層形成用原液を第2層形成用原液として用い実
施例2で用いた第4層形成用原液を第3層形成用原液と
して用い、この3種の原液を用いて実施例1と同様の操
作を行い屈折率分布型光伝送体を得た。この時の第1層
の成分の粘度は4.5×104 ポイズであった。
Example 4 Polymethyl methacrylate ([η] = 0.34, MEK
Medium, measured at 25 ° C.) 51 parts by weight, benzyl methacrylate 20 parts by weight, methyl methacrylate 29 parts by weight, 1 part by weight
An uncured substance obtained by heating and kneading 0.2 part by weight of hydroxycyclohexylphenyl ketone and 0.1 part by weight of hydroquinone at 60 ° C. was used as the stock solution for forming the first layer, and the stock solution for forming the third layer used in Example 1 was used. The stock solution for forming the fourth layer used in Example 2 was used as the stock solution for forming the second layer, and the stock solution for forming the third layer was used as the stock solution for forming the third layer. Type optical transmission body was obtained. At this time, the viscosity of the component of the first layer was 4.5.times.10@4 poise.

【0045】ファイバストランド形成時の吐出比は(第
1層):(第2層):(第3層)=7:3:1であり、
得られた光伝送体の(r0 )は0.46mm、インター
ファコ干渉顕微鏡により測定した屈折率分布は中心部が
1.500、周辺部が1.490であり、屈折率分布定
数(g)値は0.25mm-1であり、その中心から外面
に向って、0.15r0 〜0.81r0 の範囲で屈折率
分布が近似的に式(1)とほぼ一致しており、この光伝
送体の両端面を研磨し、レンズ長15.6mmとし、4
lP/mmの格子を用いて測定したMTFは共役長2
9.0mmで62%であった。この光伝送体を複数本組
合せ、実施例1と同様にしてレンズ長15.6mmの光
伝送体アレイを作成し、4lP/mmなる格子を用いて
MTFを測定した結果共役長29.0mmで55%とな
った。この光伝送体アレイを用いてLEDを光源とし、
CCDを受光素子としたイメージスキャナを組み立て
た。このイメージスキャナは解像度の高い鮮明な画像を
伝送することができた。
The discharge ratio at the time of forming the fiber strand is (first layer) :( second layer) :( third layer) = 7: 3: 1,
(R 0 ) of the obtained optical transmission body was 0.46 mm, the refractive index distribution measured by an interfaco interference microscope was 1.500 at the center, 1.490 at the periphery, and the refractive index distribution constant (g) ) Value is 0.25 mm −1 , and from the center to the outer surface, the refractive index distribution approximately matches the equation (1) in the range of 0.15 r 0 to 0.81 r 0. Both ends of the optical transmission body are polished to a lens length of 15.6 mm.
The MTF measured using a 1 P / mm grating has a conjugate length of 2
It was 62% at 9.0 mm. A plurality of these optical transmitters were combined, an optical transmitter array having a lens length of 15.6 mm was prepared in the same manner as in Example 1, and the MTF was measured using a grid of 4 lP / mm. As a result, 55 was obtained at a conjugate length of 29.0 mm. %. LED is used as a light source using this optical transmitter array,
An image scanner using a CCD as a light receiving element was assembled. This image scanner was able to transmit clear images with high resolution.

【0046】実施例5 メチルメタクリレート50重量部、2,2,3,3−テ
トラフルオロプロピルメタクリレート50重量部からな
る重合体〔A〕(n0 =1.456、〔η〕=1.0
0)50重量部、メチルメタクリレート50重量部、1
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.2重量
部、ハイドロキノン0.1重量部を60℃で加熱混練し
た未硬化物を第1層形成用原液とした。また上記重合体
〔A〕48重量部、2,2,3,3−テトラフルオロプ
ロピルメタクリレート22重量部、メチルメタクリレー
ト30重量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン0.2重量部、ハイドロキノン0.1重量部を6
0℃に加熱混練した未硬化物を第2層形成用原液とし、
重合体〔A〕46重量部、2,2,3,3−テトラフル
オロプロピルメタクリレート44重量部、メチルメタク
リレート10重量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフ
ェニルケトン0.2重量部、ハイドロキノン0.1重量
部とを60℃にて加熱混練した未硬化物を第3層形成用
原液とした。この3種の原液を押し出し時の第1層形成
用成分の粘度は4.0×104 ポイズ、第2層形成用成
分の粘度は3.3×104 ポイズ、第3層形成用成分の
粘度は3.1×104 ポイズであり、実施例1と同様に
して複合紡糸した後、硬化処理し屈折率分布型光伝送体
を得た。
Example 5 Polymer [A] comprising 50 parts by weight of methyl methacrylate and 50 parts by weight of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate (n 0 = 1.456, [η] = 1.0
0) 50 parts by weight, 50 parts by weight of methyl methacrylate, 1
An uncured product obtained by kneading 0.2 part by weight of hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 part by weight of hydroquinone at 60 ° C. was used as a first layer forming stock solution. 48 parts by weight of the polymer [A], 22 parts by weight of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 30 parts by weight of methyl methacrylate, 0.2 part by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 0.1 part by weight of hydroquinone Part 6
An uncured material heated and kneaded at 0 ° C. is used as a stock solution for forming a second layer,
46 parts by weight of polymer [A], 44 parts by weight of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 10 parts by weight of methyl methacrylate, 0.2 part by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 0.1 part by weight of hydroquinone Was heated and kneaded at 60 ° C. to obtain an uncured product as a third layer forming stock solution. When the three kinds of stock solutions are extruded, the viscosity of the first layer forming component is 4.0 × 10 4 poise, the viscosity of the second layer forming component is 3.3 × 10 4 poise, and the viscosity of the third layer forming component is 3.1 × 10 4 poises, composite spinning was performed in the same manner as in Example 1, and curing treatment was performed to obtain a refractive index distribution type optical transmission body.

【0047】ファイバストランド形成時の各層の吐出比
は(第1層):(第2層):(第3層)=7:4:1と
した。得られた光伝送体の半径(r0 )は0.50mm
であり、インターファコ干渉顕微鏡により測定した屈折
率分布は中心部が1.472、周辺部が1.459であ
り、屈折率分布定数(g)値は0.27mm-1、その中
心から外面に向かって0.15r0 〜0.78r0 の範
囲で屈折率分布が近似的に式(1)とほぼ一致してお
り、この光伝送体の両端面を研磨し、レンズ長14.0
mmとし、4lP/mmの格子を用いて測定したMTF
は共役長29.0mmで64%であった。この光伝送体
を複数本組合せ、実施例1と同様にしてレンズ長14.
0mmの光伝送体アレイを作成し、4lP/mmなる格
子を用いてMTFを測定した結果、共役長29.0mm
で57%となった。この光伝送体アレイを用いてLED
を光源とし、CCDを受光素子としたイメージスキャナ
を組み立てた。このイメージスキャナは解像度の高い鮮
明な画像を伝送することができた。
The discharge ratio of each layer when forming the fiber strand was (first layer) :( second layer) :( third layer) = 7: 4: 1. The radius (r 0 ) of the obtained optical transmission body is 0.50 mm
The refractive index distribution measured by an interfaco interference microscope is 1.472 at the center and 1.459 at the periphery, the refractive index distribution constant (g) value is 0.27 mm −1 , and the outer surface from the center. In the range of 0.15 r 0 to 0.78 r 0 , the refractive index distribution approximately matches the equation (1), and both end faces of the optical transmission body are polished to obtain a lens length of 14.0.
mm and MTF measured using a 4 lP / mm grid
Was 64% at a conjugate length of 29.0 mm. 13. A plurality of the optical transmission bodies are combined, and the lens length is set in the same manner as in the first embodiment.
A 0 mm optical transmitter array was prepared, and the MTF was measured using a 4 lp / mm grating. As a result, the conjugate length was 29.0 mm.
It was 57%. LED using this optical transmitter array
Was used as a light source, and an image scanner using a CCD as a light receiving element was assembled. This image scanner was able to transmit clear images with high resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の屈折率分布型光伝送体の一例の屈折
率分布の測定結果を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a measurement result of a refractive index distribution of an example of a gradient index optical transmission body of the present invention.

【図2】 従来法によって作った屈折率分布型プラスチ
ック光伝送体の屈性率分布の測定結果を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a measurement result of a refractive index distribution of a refractive index distribution type plastic optical transmission body made by a conventional method.

【図3】 これら光伝送体の格子像結合像の一例を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a lattice image combined image of these optical transmission bodies.

【図4】 光伝送体の解像度測定装置の概略を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a resolution measuring device for an optical transmission body.

【図5】 CCDセンサにより光量レベルを測定したグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph showing a light amount level measured by a CCD sensor.

【図6】 本発明の屈折率分布型プラスチック光伝送体
を作るのに好ましく用い得る製造装置の概略図である。
FIG. 6 is a schematic view of a manufacturing apparatus that can be preferably used for producing a graded-index plastic optical transmission body of the present invention.

【図7】 レンズ性能測定装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a lens performance measuring device.

【図8】 本発明の屈折率分布型プラスチック光伝送体
の一例の屈折率分布測定図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a refractive index distribution measurement of one example of the gradient index plastic optical transmission body of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 龍二 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 魚津 吉弘 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 小田 正昭 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 石丸 輝太 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 Fターム(参考) 2H050 AA15 AB43 AC26 AC28  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Ryuji Murata 20-1, Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture Inside Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Yoshihiro Uozu 20-1, Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture (72) Inventor Masaaki Oda 20-1 Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (72) Inventor Keita Ishimaru 20 Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture No. 1 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Central Research Laboratory F-term (reference) 2H050 AA15 AB43 AC26 AC28

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同心円状に設けられた、同一の重合体と
他の重合体との混合物からなる複数層から構成されたプ
ラスチック光伝送体であって、 該複数層の各層内の、該同一の重合体の含有率が実質的
に同一であり、かつ当該複数層を構成する少なくとも2
層の該同一の重合体の含有率が異なり、 さらに当該複数層の各層内の、前記他の重合体の共重合
組成が、当該光伝送体の中心から外周に向かって変化す
ることにより、 半径r0 なる円形断面を有し、その中心軸から外周面へ
向って少なくとも0.25r0〜0.70r0 の範囲の
屈折率分布が、式(1) 【数1】 で規定する屈折率分布曲線にほぼ近似の屈折率分布を備
え、 4ラインペア/mmなる格子像を該光伝送体を通してC
CDラインセンサ上に結像させて、その測定光量の最大
値imax と最小値imin を測定し、次式(2)に
て算出したモデュレーショントランスファーファンクシ
ョン(MTF)が40%以上なる特性を備えていること
を特徴とする屈折率分布型プラスチック光伝送体。 【数2】
1. A plastic optical transmission body comprising a plurality of layers made of a mixture of the same polymer and another polymer, the plastic optical transmission bodies being provided concentrically, the plastic optical transmission body being included in each of the plurality of layers. And the content of the polymer is substantially the same, and at least 2
The content of the same polymer in the layers is different, and the copolymer composition of the other polymer in each layer of the plurality of layers changes from the center to the outer periphery of the optical transmission body, so that the radius is increased. It has a circular cross section of r 0, and the refractive index distribution in the range of at least 0.25r 0 to 0.70r 0 from the central axis to the outer peripheral surface is represented by the following equation (1). Is provided with a refractive index distribution approximately similar to the refractive index distribution curve defined by, and a grid image of 4 line pairs / mm is passed through the optical transmission body through C.
An image is formed on a CD line sensor, the maximum value imax and the minimum value imin of the measured light amount are measured, and a characteristic that the modulation transfer function (MTF) calculated by the following equation (2) is 40% or more is provided. A graded-index plastic optical transmitter. (Equation 2)
【請求項2】 請求項1において、 1.4≦n0 ≦1.6 0.15≦g<0.3 mm-1 なる特性値を有することを特徴とする屈折率分布型プラ
スチック光伝送体。
2. The graded-index plastic optical transmission body according to claim 1, having a characteristic value of 1.4 ≦ n 0 ≦ 1.6 0.15 ≦ g <0.3 mm −1. .
【請求項3】 r0が0.6mm以下であることを特徴
とする請求項1または2に記載の屈折率分布型プラスチ
ック光伝送体。
3. The refractive index distribution type plastic optical transmission body according to claim 1, wherein r 0 is 0.6 mm or less.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載の屈
折率分布型プラスチック光伝送体の複数本を一ライン又
は複数ラインに並べ集合化したことを特徴とする光伝送
体アレイ。
4. An optical transmitter array, wherein a plurality of the gradient index plastic optical transmitters according to any one of claims 1 to 3 are arranged in a line or a plurality of lines and are assembled.
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