JP3072116B2 - 屈折率分布型プラスチック光伝送体の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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及びその製法並びに光伝送体ア
レイに関するものである。

［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02
08159号公報に示されている。

［本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。

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
折率の異なる二種以上の重合体を混合したものは屈折率
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。

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。

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、第２図中のａに示した曲線とな
るといわれている。

Ｎ＝N₀（１−ar²） 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0.5r₀〜0.75r
₀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。

光伝送体にて格子模様を観察してみると、二次曲線に
ほゞ正確に従う屈折率分布を有しているならば第３図
（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、第２図の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
と第３図（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。

そこで、第２図の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、第２
図の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。

［問題点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。

本発明の要旨とするところは、 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‥‥n_N（Ｎ≧３）なるＮ
個の未硬化物質を中心から外周面に向って順次屈折率が
小さくなるような配置で同心円状に複数積層した未硬化
状態のファイバストランドに賦形し、該ストランドファ
イバの各層間の屈折率分布が連続的屈折率分布となるよ
うに隣接層間物質を相互拡散処理を施しながら、又は相
互拡散処理した後、該ストランドファイバを硬化処理す
る、半径r₀なる円形断面を有する屈折率分布型プラスチ
ック光伝送体であり、 該光伝送体の中心軸から外周面へ向かって少なくとも
0.25r₀〜0.70r₀の範囲の屈折率分布が、式（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、 0.15≦ｇ＜0.3mm^-1 なる特性値を有する屈折率分布型プラスチック光伝送体
の製法、にある。

本発明のプラスチック製屈折率分布型光伝送体の屈折
率分布は、第１図の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）
に示した理想屈曲率分布曲線〔第１図のａ〕にほぼ近似
の分布曲線を備えている。

該光伝送体の中心軸から0.25r₀〜0.70r₀の範囲が第１
図の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。

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1.5±0.1の範囲にあることが好ましく、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。

また、ｇ値は式（３） 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。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。

本発明のプラスチック製屈折率分布型光伝送体は複写
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0.5±0.1mmの範囲であ
ることが好しい。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ので
好しくない。

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
及び光源を第４図に示す如く配列し、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（第５図）そ
の光量レベルの最大値（i_max）と最小値（i_min）を測定
し次式により求めた。

ここで空間周波数とは、第４図に示す如く、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。

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。

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…n_N（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。

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n₁−n_N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。

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しくない。

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。

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＝1.37〜1.44）、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。

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い屈折率
分布をもたせるため、前記の未硬化物質はビニル系単量
体と可溶性ポリマーとにて構成されていることが好まし
い。ここに用いうるポリマーとしては、前記のラジカル
重合性ビニル単量体から生成するポリマーとの相溶性が
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。

粘度を調整するため、各層に同一の屈折率を有するポ
リマーを用いた場合は、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ポリマーとして好
適なものである。

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。

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。

本発明の光伝送体を作るには例えば第６図の糸成形装
置を用いて実施することができる。第６図は糸条物成形
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。

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。

光重合に用いる光源としては150〜600nm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。

〔本発明の効果〕

本発明のプラスチック製屈折率分布型光伝送体は、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。

また、本発明の光伝送体を未硬化物を用いた同心円的
な３層以上の複層押出成形法を用いることによって極め
て効率よく製造することに初めて成功したものである。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

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第７図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 第７図中の光学ベンチ（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
（73）、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（7
5）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。

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一層
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
未硬化物を第二層形成用原液とし、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三層形成用
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一層の成分の粘度は4.7×10⁴ポイ
ズ、第二層の成分の粘度は3.7×10⁴ポイズ、第三層の成
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。

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〔第６図中（63）〕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120c
m、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。

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（r₀）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
第８図に示す如く0.15r₀〜0.75r₀の範囲の屈折率分布が
近似的に（１）式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。

更に、この光伝送体複数本を用いて第４図中の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MTF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。

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とほゞ同じ
であり、第四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。

ファイバストランド形成時の（第一層）：（第二
層）：（第三層）：（第四層）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1.496であり、屈折率分布定数（ｇ）値
は0.20mm^-1、その中心から外面に向かって0.15r₀〜0.80
r₀の範囲で屈折率分布が近似的に（１）式とほぼ一致し
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42.4mm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。

実施例３ 実施例２で用いた４種の原液を、第一層から第四層形
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、第五層形成
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
し時の第一層から第四層までの原液の粘度は実施例２と
ほゞ同じであり、第五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。

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（第一層）：（第二
層）：（第三層）：（第四層）：（第五層）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（１）式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17.8mm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32.6mm
で65％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が高く、鮮明な
画像を伝送することができた。

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一
層形成用原液とし、実施例１で用いた第三層形成用原液
を第二層形成用原液として用い実施例２で用いた第四層
形成用原液を第三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。この時の第一層の成分の粘度は4.5×1
0⁴ポイズであった。

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（１）式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、4lP/mm
の格子を用いて測定したMTFは共役長29.0mm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。

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〕＝1.00）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一層形成用原液とし
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60
℃に加熱混練した未硬化物を第二層形成用原液とし、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三層形成用原液とした。この三種の
原液を押し出し時の第一層形成用成分の粘度は4.0×10⁴
ポイズ、第二層形成用成分の粘度は3.3×10⁴ポイズ、第
三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。

ファイバストランド形成時の各層の吐出比は（第一
層）：（第二層）：（第三層）＝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1.47
2、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（１）式とほぼ一致してお
り、この光伝送体の両端面を研磨し、レンズ長14.0mm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29mmで57％となった。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の高い鮮明
な画像を伝送することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は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り、第２図は従来法によっ
て作った屈折率分布型プラスチック光伝送体の屈折率分
布の測定結果を示す図を、第３図はこれら光伝送体の格
子像結合像の一例を示す図、第４図は光伝送体の解像度
測定装置の概略を示す図、第５図はCCDセンサにより光
量レベルを測定したグラフである。第６図は本発明の屈
折率分布型プラスチック光伝送体を作るのに好しく用い
得る製造装置の概略図であり、第７図はレンズ性能測定
装置の概略図である。 第８図は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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 ヨン株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−209402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−25705（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−120901（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−172804（ＪＰ，Ａ) 特許2893046（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/54

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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‥‥n_N（Ｎ≧
   ３）なるＮ個の未硬化物質を中心から外周面に向かって
   順次屈折率が小さくなるような配置で同心円状に複数積
   層した未硬化状態のファイバストランドに賦形し、該ス
   トランドファイバの各層間の屈折率分布が連続的屈折率
   分布となるように隣接層間物質を相互拡散処理を施しな
   がら、又は相互拡散処理した後、該ストランドファイバ
   を硬化処理する、半径r₀なる円形断面を有する屈折率分
   布型プラスチック光伝送体であり、該光伝送体の中心軸
   から外周面へ向かって少なくとも0.25r₀〜0.70r₀の範囲
   の屈折率分布が、式（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、 0.15≦ｇ＜0.3mm^-1 なる特性値を有する屈折率分布型プラスチック光伝送体
   の製法。