JP4755010B2 - 樹脂製光学製品、及びロッドレンズの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、屈折率分布タイプの、例えば、レンズ、ロッドレンズ、光ファイバーなどの樹脂製光学製品に関する。

かつてはガラス製が主流であったレンズ、ロッドレンズ、光ファイバーなどの光学製品の大半は、現在、取り扱いの便利さや成形のし易さなどの利点を考慮して、樹脂で作られた樹脂製光学製品に置き換えられている。
樹脂製光学製品の中に、ポリマーマトリックス中に、屈折率制御を目的とした屈折率制御物質を含有する屈折率分布型のものがある。かかる樹脂製光学製品は、合成樹脂であるポリマーマトリックス中に屈折率制御物質を含有させて、円筒形に形成されている。そして、合成樹脂中の径方向における中心部分から周縁部分にかけての屈折率制御物質の分布を適当に制御することによって、樹脂製光学製品における屈折率をその中の場所によって変化させることにより、その樹脂製光学製品をレンズ、ロッドレンズ、光ファイバーなどとして機能させる。

例えば、ロッドレンズの場合、円筒形に成形したポリマーの中で、円筒の中心軸に近い部分ほど屈折率が高くなるように屈折率制御物質の分布を調整することにより、その中における屈折率の変化を生じさせる。
ところで、従来の屈折率制御物質を用いたロッドレンズでは、屈折率差（本願において、「屈折率差」とは、ロッドレンズ等の円筒形に形成された光学製品における中心（光学軸）部分等の屈折率の最も高い部分での屈折率と、そこから連続して屈折率が変化する範囲における最も屈折率の低い部分での屈折率との差をいう。一般的には、ロッドレンズの中心部分と、周縁部分との屈折率の差が屈折率差となる。）を０．０２程度にするのがせいぜいである。
ところで、これらロッドレンズにおいて、より屈折率差を大きくできれば、光伝送のための光をロッドレンズ内に多く取り入れることが可能となることにより、光伝送情報量を増やすことができるという利点や、曲げ損失にも強くなるなどの利点を得られる。しかしながら、屈折率差を大きくするのは困難である。その理由に、ポリマーにより大きな屈折率を与えるような屈折率制御物質は、一般的に、ポリマーないしそのポリマーの原料となるモノマーとの親和性が低く、ポリマーマトリックス中に分散させることが困難であることがあげられる。また、ポリマーマトリックス中に分散させることのできる屈折率制御物質の量にも限界があることも、従来のこれらロッドレンズにおいては屈折率差を０．０２程度にするのが限界である理由となっている。
大きな屈折率差を与えられる屈折率制御物質により大きな屈折率差を実現することは、ロッドレンズのみならず、光ファイバーや、その他の円筒形の屈折率分布型の樹脂製光学製品にも求められている。

本願発明者は、樹脂製光学製品により大きな屈折率差を与えることのできる屈折率制御物質を見出すべく研究を重ね、以下の発明を想到するに至った。

本発明は、円筒状の屈折率分布型の光学製品を、従来よりも大きな屈折率差を有するように改良することをその課題とする。

上記の課題を解決するための本願発明は、以下のようなものである。本願発明は、屈折率を制御するための屈折率制御物質を含有する透明な合成樹脂によって略円筒形に形成されており、前記屈折率制御物質が、その径方向における周縁部分よりも中心部分で濃度が高くなるように分布させられている屈折率分布型の光学製品である。そして、前記屈折率制御物質は、ジアリールオキサゾールを含むものとされる。
かかる発明は、本願発明者が発見した、ジアリールオキサゾールが、公知の屈折率制御物質よりもポリマーないしそのポリマーの原料となるモノマーとの親和性が高く、ポリマーマトリックス中に分散させ易く、また、ポリマーマトリックス中により多くの量を分散させられるという事実に基づいて想到された。
本願発明において、ジアリールオキサゾールとは、オキサゾールの２位、４位、５位に２個のアリール基を有するものである。
アリール基とは、芳香族炭化水素の核から水素原子１個を除いた１価基の総称名で最も簡単な構造としてはフェニル基であり、屈折率や溶解度との関係で問題ない範囲で、フェニル基にアルキル基など簡単な置換基を有していても構わない。
具体的には、そのアリール基がフェニル基である場合には、ジフェニルオキサゾールを挙げることができ、より詳細には、２，５−ジフェニルオキサゾール、２，４−ジフェニルオキサゾール等の異性体を挙げることができる。
上記屈折率制御物質の使用量は、目的とする屈折率差によって選択できるが、一般に、その使用量を多くすることによって光学製品の屈折率差を大きくすることができる。一般的には、ポリマーマトリックス１００重量部に対して５重量部から１００重量部程度の範囲で屈折率制御物質を含有させることができる。
なお、本発明の光学製品の形状は、略円筒形状である。「略円筒形状」は、精密な円筒形状以外の形状も含む意であり、例えば、光学製品の長さ方向の中央部分が両端よりも多少太く、或いは細くなる場合もあり、光学製品の長さ方向の一方から他方にかけてテーパーが与えられている場合も含むものである。
本発明の光学製品は、ロッドレンズであってもよいし、また、光ファイバーであってもよい。ロッドレンズをプリフォームとして公知の技術により延伸させることによって、光ファイバーを製造することができる。

本発明の光学製品は、更に、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を含んでいても構わない。ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を加えると、光学製品の全体的な屈折率の底上げが可能となる場合がある。ベンゾトリアゾールの誘導体とは、ベンゾトリアゾール中のベンゼン環の４位、５位、６位、７位に置換基を有するものであり、屈折率や溶解度に問題の生じないような置換基を有するものである。
ベンゾトリアゾールまたはその誘導体の使用量は、ジアリールオキサゾール１００重量部に対して２５重量部程度までである。
前記ベンゾトリアゾールまたはその誘導体は、光学製品の径方向における周縁部分よりも中心部分で高くなるように分布させられていてもよい。

本発明における光学製品は、屈折率制御物質を適切な量だけ合成樹脂に含有させることにより、また、屈折率制御物質を合成樹脂内に適当な濃度で分布させることにより、屈折率差を制御することができる。屈折率差の制御は、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を適切な量だけ合成樹脂に含有させることにより、また、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を合成樹脂内に適当な濃度で分布させることによっても更に行うことができる。
ここで、本発明の光学製品は、径方向における中心部分の屈折率が、周縁部分の屈折率より０．０２以上大きいものとすることができる。これは、当該光学製品の屈折率差が０．０２以上であることを意味する。かかる光学製品は、０．０２の屈折率差がせいぜいであった従来の光学製品と比較し、優れたものであるといえる。
本発明の光学製品は、径方向における中心部分の屈折率が、周縁部分の屈折率より０．０５以上大きいものとすることができる。これは、当該光学製品の屈折率差が０．０５以上であることを意味する。かかる光学製品は、更に優れたものであるといえる。
本発明の光学製品は、径方向における中心部分の屈折率が、周縁部分の屈折率より０．１０以上大きいものとすることができる。これは、当該光学製品の屈折率差が０．１０以上であることを意味する。かかる光学製品は、より一層優れたものであるといえる。
本発明の光学製品は、中心部分の屈折率が周縁部分の屈折率よりも大きいのであれば、径方向における屈折率の変化がどのようなものとなっていてもよい。
例えば、本発明の光学製品は、径方向における屈折率が、中心部分から周縁部分に向けて増加することなく減少していてもよい。また、本発明の光学製品は、径方向における屈折率が、中心部分から周縁部分に向けて滑らかに減少していてもよい。

本願発明における樹脂製光学製品を構成する合成樹脂は、光学的に透明であり、その内部を必要とする光が透過できるようなものであればどのようなものでもよい。
例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリ２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、ポリ４−メチルシクロヘキシルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリフルフリルメタクリレート、ポリ１−フェニルエチルメタクリレート、ポリ１−フェニルシクロヘキシルメタクリレート、ポリベンジルメタクリレート、ポリ１，２−ジフェニルエチルメタクリレート、ポリｏ−クロロベンジルメタクリレート、ポリｐ−クロロベンジルメタクリレート、ポリジフェニルメチルメタクリレート、ポリペンタクロロフェニルメタクリレート、ポリペンタブロモフェニルメタクリレート、ポリイソボルニルメタクリレート、ポリ２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ポリヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリトリエチレングリコールジメタクリレート等を使用することが出来る。
合成樹脂としては、特にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）が好ましい。ポリメチルメタクリレートは、本発明における屈折率制御物質との親和性がよいからである。

本願発明の樹脂製光学製品は、前記合成樹脂の径方向における周縁部分の外面に、光伝送に関与しない層を有していてもよい。
この光伝送に関与しない層とは、光反射層、光反射防止層、また、屈折率制御物質を含有しない透明樹脂層及び、光伝送路を細くする場合の保護層などである。

以上で説明した樹脂製光学製品がロッドレンズである場合、ロッドレンズは、例えば、以下の方法によって製造することができる。
即ち、透明な合成樹脂のポリマー製の中空であり略円筒形の中空状円筒クラッド内に、前記中空状円筒クラッドを構成するポリマーの原料となるモノマーの溶液と、屈折率制御物質とを充填し、前記モノマーを、前記中空状円筒クラッドの壁面を構成するポリマーを逐次溶解させながら、且つ前記中空状円筒クラッドの壁面から内部へ同心円状にゲル層を順次移動させながら重合させてロッドレンズを製造する、ロッドレンズの製造方法であって、前記屈折率制御物質として、ジアリールオキサゾールを含むものを用いる。クラッドの壁面を構成するポリマーを逐次溶解させながら、且つ中空状円筒クラッドの壁面から内部へ同心円状にゲル層を順次移動させながら重合させてロッドレンズを製造するロッドレンズの製造方法は、いわゆる界面ゲル重合法と呼ばれるものである。上述の屈折率制御物質を用いた場合でも、この方法によって屈折率分布型のロッドレンズを製造することが可能である。
前記中空状円筒クラッド内に、前記モノマーの溶液と、前記屈折率制御物質とを充填する際に、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体をも前記中空状円筒クラッド内に充填してもよい。

本願発明における屈折率制御物質は、上述のようにジアリールオキサゾールである。また、本願発明による光学製品を作る合成樹脂には、上述の屈折率制御物質に加えて、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を添加することができる。
合成樹脂であるポリマーまたはそのポリマーを作るためのモノマーと屈折率制御物質との親和性を向上させる機能、或いはそれに加えて光学製品における屈折率分布形状を調整できるような機能を有する物質があれば、それをベンゾトリアゾールまたはその誘導体に替えて、またはベンゾトリアゾールまたはその誘導体に加えて使用することもできる。

更に、本願発明における前記屈折率制御物質を前記界面ゲル重合法にて、合成樹脂であるポリマーマトリックス中に分散させて屈折率分布制御を行う場合、前記中空状円筒クラッドを重合するとき、それを構成するポリマーの分子量分布を調整するために最適な連鎖移動剤とその使用量を調整し、さらに界面ゲル生成を調節するためにポリマー架橋剤のようなものを使用することが出来る。

本発明に係るロッドレンズの製造方法について詳細に説明する。本発明における屈折率分布型のロッドレンズ、光ファイバーなどの、樹脂製光学製品は、基本的には、従来の界面ゲル重合法方法と同様に、透明な合成樹脂であるポリマー製の略中空状の中空状円筒クラッド内に、当該クラッドを構成する樹脂の原料となるモノマーの溶液と、屈折率制御物質と（場合によっては、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体）を充填し、当該モノマーに当該クラッドの壁面を構成するポリマーを逐次溶解させながら、且つ当該中空状円筒クラッドの壁面から内部へ同心円状にゲル層を順次移動させながら重合させてロッドレンズを製造する方法によって得られる。

透明樹脂製の中空状円筒クラッドは、目的とするロッドレンズの外径に対応する内径を持ち且つ充分に剛性の高い中空容器（例えば金属製）をクラッド用重合管として使用し、これに所定量のクラッド用モノマー溶液を注入し、震盪条件下でプレ重合を行い、次いで、上記のクラッド用重合管を回転装置に水平にセットし、回転条件下で重合を行う方法によって得ることが出来る。

上記のクラッド用モノマー溶液は、モノマー、重合開始剤、連鎖移動剤を混合して調製される。

上記のモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、スチレン、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、４−メチルシクロヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、１−フェニルエチルメタクリレート、１−フェニルシクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、１，２−ジフェニルエチルメタクリレート、ｏ−クロロベンジルメタクリレート、ｐ−クロロベンジルメタクリレート、ジフェニルメチルメタクリレート、ペンタクロロフェニルメタクリレート、ペンタブロモフェニルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート等を使用することができる。

上記の重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）、ｎ−ブチル−４，４-ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バリレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、１,１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、α, α'−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等を使用することが出来る。

上記の連鎖移動剤としては、例えば、ｎ−ブチルメルカプタン（ｎ−ＢＭ）、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−デシルメルカプタン、ｎ−ウンデシルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、フルフリルメルカプタン等を使用することができる。

重合開始剤の使用量はモノマーに対し通常０．２〜１．５重量％であり、連鎖移動剤の使用量はモノマーに対し通常０．１〜１．０重量％である。また、前段のプレ重合の際の温度は開始剤によって違うが通常６５〜８０℃、時間は通常１〜３時間であり、後段の重合の際の回転速度は通常１０００〜３０００ｒｐｍ、温度は通常７０〜８５℃、時間は通常２〜１２時間であり、その後の予備重合は恒温相にて通常７０〜８５℃、時間は通常１２〜３６時間である。

上記の中空状円筒クラッド内に充填する溶液、すなわち、上記のクラッドを構成する樹脂のモノマーと共に屈折率制御物質が含有された溶液は、モノマー、重合開始剤、連鎖移動剤、屈折率制御物質を混合して調製される。重合開始剤、連鎖移動剤、屈折率制御物質の種類および使用量の詳細は、後述する。

中空状円筒クラッド内に充填した溶液の重合は、従来公知の方法と同様に、モノマーにクラッドの壁面の構成樹脂を溶解させながら且つクラッドの壁面から内部へ同心円状に屈折率制御物質含有ゲル層を順次移動させながら行われる。かかる重合は、クラッドの構成樹脂の種類（分子量、クラッド内に充填したモノマーに対する溶解性など）、重合温度などの条件を選択することにより達成されるが、重合温度は通常７０〜９０℃、重合時間は通常２４〜７２時間である。

この実施形態におけるロッドレンズの製造方法では、屈折率制御物質としてジアリールオキサゾールを使用する。更に、必ずしも必要ではないが、上述のモノマーに、ジアリールオキサゾールに加えて、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を使用する。

屈折率制御物質の使用量は、中空状円筒クラッド内に充填する溶液を調製する際に使用するモノマーに対し、通常１０〜６０重量％、好ましくは１５〜５０重量％である。

上記製造方法により、ロッドレンズを製造する場合においては、その製造過程の重合収縮によって発生する多数の微細気泡または空洞が重要な問題となる。
そこで、上記の気泡または空洞の発生を抑制するために、前記の溶液が充填された中空状円筒クラッドを減圧可能になされた恒温室内に垂直方向（円筒クラッドの円筒形の軸方向が垂直となる方向）に配置し、中空状円筒クラッドの溶液注入口を開放状態としたまま、減圧および加温条件化で上記モノマーの重合を行う。
この場合、減圧可能になされた恒温室としては、例えば、通常の真空乾燥器を利用することができる。真空乾燥器内において中空状円筒クラッドを垂直方向に配置するには、クランプ等の適当な支持冶具を使用して行うことができる。また、重合条件としての減圧の程度は、通常０．００１〜０．０６ＭＰａ、好ましくは０．０１〜０．０４ＭＰａである。

また、中空状円筒クラッドへの外部からの輻射熱の伝播と中空状円筒クラッドから外部への輻射熱の放散を促進させ、重合反応系全体を均一な温度に保持するために、熱伝導率の高い金属箔を中空状円筒クラッドの全周囲に配置しても良いし、中空状円筒クラッドに充填した溶液の重合の際における膨張や歪みを防止することで得られるロッドレンズの直線性を維持するための変形防止管に、上記金属箔を巻回する事も出来る。上記機能を有するために変形防止管は、中空状円筒クラッドに密接している必要があり、通常、中空状円筒クラッドの外径より０．２〜０．５ｍｍ大きな寸法とされる。変形防止管の材質は、上記の機能を考慮して適宜選択されるが、ガラス管を使用するのが簡便である。その場合、ガラス管の厚みが薄い場合は剛性上問題があり、余りにも厚い場合も前述する輻射熱の放散が良好に行われなくなるため、通常、ガラス管の厚さは１〜５ｍｍが好適である。

以下、本発明の実施例について説明する。
以下の実施例では、ロッドレンズ、或いは光ファイバーを製造する場合について説明する。そして、最終的に製造したロッドレンズの屈折率差を評価する。
屈折率差の評価は、インデックスプロファイラー（セイコー・イージーアンドジー株式会社製「ＩＰ−５５００」）を使用し、測定波長５８９．３ｎｍ（Ｄ線）の条件下、屈折角分布偏光関数法によって屈折率分布を測定することによって行った。この方法は、ロッドレンズの光軸に対して任意の一垂直断面の屈折率分布を測定することが出来る。この測定結果を、屈折率分布型のロッドレンズにおける屈折率差として評価した。

≪実施例１≫
＜中空状円筒クラッドの作成＞
クラッド用重合管として、内径１１．７ｍｍ、長さ４５０ｍｍのステンレス製中空容器を使用した。これに、以下の表１に示す組成のクラッド用モノマー溶液を注入し、注入口を密閉した後、震盪条件下、７０℃で２時間プレ重合を行った。

[表１]
モノマー：ＭＭＡ
重合開始剤：ベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）
（ＭＭＡに対して（以下同じ）０．５重量％）
連鎖移動剤：ｎ−オクチルメルカプタン（０．４５重量％）

次いで、これを回転装置に水平にセットし、２０００ｒｐｍの回転条件下、７５℃で３時間加熱して回転重合を行い、回転装置から取り出した後、恒温相にて、７５℃で１８時間予備重合を行い、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）製のクラッドを得た。その後、クラッド用重合管から、円筒形に形成のＰＭＭＡを抜き出した。これが、中空状円筒クラッドである。
中空状円筒クラッドの外径は１１．５ｍｍ、内径は６．１ｍｍ、長さは４４５ｍｍであった。

＜ロッドレンズの作成＞
厚さが１．２ｍｍの変形防止用ガラス管に上記中空状円筒クラッドを挿入し、当該ガラス管の全周囲に厚さ７０μｍの銅箔を巻回した。ガラス管は円筒形であり、その内径は、中空状円筒クラッドの外面との間に０．２〜０．５ｍｍ程度の隙間が開く程度とされている。
次いで、中空状円筒クラッドに表２に示す組成の溶液を充填した。溶液の充填は、ＰＭＭＡクラッドの充填口から下方に２０ｍｍの空間部が残るようにして行った。その後、真空乾燥器内に上記のような状態のＰＭＭＡクラッドを垂直にセットし、注入口を開放したまま窒素雰囲気下、０．０３ＭＰａの減圧状態で、７５℃を保ちながら、４８時間かけて熱重合させてロッドレンズを作成した。

[表２]
モノマー：ＭＭＡ
重合開始剤：ｎ-ブチル-４,４−ビス（ｔ-ブチルパーオキシ）バリレート
（ＭＭＡに対して（以下同じ）０．２３重量％）
１,１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン
(０．０３５重量％)
連鎖移動剤：ｎ−オクチルメルカプタン（０．３３重量％）
屈折率制御物質：２,５−ジフェニルオキサゾール（１５．５重量％）

屈折率分布測定の結果、図１に示したように、屈折率差が０．０２８となる屈折率分布型のロッドレンズが作成されたことがわかった。
なお、図１のグラフにおいて、横軸はロッドレンズの中心からの距離を、縦軸はロッドレンズの中心を基準とした場合のその位置における屈折率差をそれぞれ表している。なお、グラフ中のｒ、ａ、ｂで示された範囲はそれぞれ、ロッドレンズの全体の半径、ロッドレンズの光伝送に関与する部分、光伝送に関与しない部分に相当する。
グラフの読み方は、図２〜図９でも同様である。

≪実施例２≫
実施例２は、実施例１の場合と略同様である。異なるのは、実施例１において、中空状円筒クラッド内に充填する溶液の調製の際に、屈折率制御物質としての２,５−ジフェニルオキサゾール（１５．５重量％）に加えて、ベンゾトリアゾール（４．４重量％）を追加したことだけである。

製造したロッドレンズの屈折率分布を測定したところ、図２に示したように、屈折率差が０．０３７であり、当該ロッドレンズは、屈折率分布型のロッドレンズとなっていた。

≪実施例３≫
実施例３は、実施例１の場合と略同様である。異なるのは、実施例１において、中空状円筒クラッド内に充填する溶液の調製の際に、屈折率制御物質として加えた２,５−ジフェニルオキサゾールの量を、１５．５重量％から２８．２重量％に変えたことだけである。

製造したロッドレンズの屈折率分布を測定したところ、図３に示したように、屈折率差が０．０５９であり、当該ロッドレンズは、屈折率分布型のロッドレンズとなっていた。

≪実施例４≫
実施例４は、実施例１の場合と略同様である。異なるのは、実施例１において、中空状円筒クラッド内に充填する溶液の調製の際に、屈折率制御物質として加えた２,５−ジフェニルオキサゾールの量を、１５．５重量％から３４．４重量％に変えたことだけである。

製造したロッドレンズの屈折率分布を測定したところ、図４に示したように、屈折率差が０．０７０であり、当該ロッドレンズは、屈折率分布型のロッドレンズとなっていた。

≪実施例５≫
実施例５は、実施例１の場合と略同様である。異なるのは、実施例１において、中空状円筒クラッド内に充填する溶液の調製の際に、屈折率制御物質として加えた２,５−ジフェニルオキサゾールの量を、１５．５重量％から３６．８重量％に変えたことだけである。

製造したロッドレンズの屈折率分布を測定したところ、図５に示したように、屈折率差が０．０７８であり、当該ロッドレンズは、屈折率分布型のロッドレンズとなっていた。

≪実施例６≫
実施例６は、実施例１の場合と略同様である。異なるのは、実施例１において、中空状円筒クラッド内に充填する溶液の調製の際に、屈折率制御物質として加えた２,５−ジフェニルオキサゾールの量を、１５．５重量％から４４．０重量％に変えたことだけである。

製造したロッドレンズの屈折率分布を測定したところ、図６に示したように、屈折率差が０．０８８であり、当該ロッドレンズは、屈折率分布型のロッドレンズとなっていた。

≪実施例７≫
実施例７は、実施例１の場合と略同様である。異なるのは、実施例１において、中空状円筒クラッド内に充填する溶液の調製の際に、屈折率制御物質として加えた２,５−ジフェニルオキサゾールの量を、１５．５重量％から５０．０重量％に変えたことだけである。

製造したロッドレンズの屈折率分布を測定したところ、図７に示したように、屈折率差が０．１００であり、当該ロッドレンズは、屈折率分布型のロッドレンズとなっていた。

≪実施例８≫
実施例８は、実施例２の場合と略同様である。異なるのは、実施例２において、中空状円筒クラッド内に充填する溶液の調製の際に、屈折率制御物質として加えた２,５−ジフェニルオキサゾールの量を、１５．５重量％から４５．６重量％に変えるとともに、ベンゾトリアゾールの量を、４．４重量％から１７．１重量％に変えたことだけである。

製造したロッドレンズの屈折率分布を測定したところ、図８に示したように、屈折率差が０．０９４であり、当該ロッドレンズは、屈折率分布型のロッドレンズとなっていた。

≪実施例９≫
実施例９は、実施例２の場合と略同様である。異なるのは、実施例２において、中空状円筒クラッド内に充填する溶液の調製の際に、屈折率制御物質として加えた２,５−ジフェニルオキサゾールの量を、１５．５重量％から５０．０重量％に変えるとともに、ベンゾトリアゾールの量を、４．４重量％から２０．０重量％に変えたことだけである。

製造したロッドレンズの屈折率分布を測定したところ、図９に示したように、屈折率差が０．１０１であり、当該ロッドレンズは、屈折率分布型のロッドレンズとなっていた。

≪実施例１０≫
上記実施例１〜９にて製造されたロッドレンズのいずれからも、それを加熱延伸することにより、光ファイバーを製造することが出来る。これは、非晶性高分子の粘弾性挙動を利用したものである。
この実施例では、その内部が円筒形の中空となっている加熱炉を用いてロッドレンズを延伸する。
加熱炉を炉温３６０℃に加熱した後、実施例１〜９のロッドレンズ（外径は約１１．３ｍｍ）の延伸開始位置が炉の加熱位置になり、更に炉の中空状の部分の中心軸にロッドレンズの中心軸（光学軸）が一致するようにセットした。加熱炉にロッドレンズをセットして６分後、ロッドレンズにテンションを掛けて延伸させてその先端を延伸側速度を変えられるプーリーに挟んだ。その状態で、ロッドレンズの加熱炉への送り速度を１．９ｍｍ/分、延伸側の引っ張り速度を３６００ｍｍ/分にそれぞれ保ちながら、ロッドレンズの加熱延伸を行なった。
その結果、実施例１〜９のどのロッドレンズからも外径φ２５０μｍの光ファイバーを得ることができた。

≪実施例１１≫
上述の実施例１〜実施例９にて製造されたロッドレンズはいずれも、完全な円筒形のものであった。他方、実施例１１では、完全な円筒形ではない、その長さ方向の一方から他方に向けて徐々に細くなるようなテーパーが与えられたロッドレンズの製造方法の一例を説明する。
この実施例では、実施例１〜実施例９に記載のロッドレンズを加工することによって、ロッドレンズにテーパーを与える。
この実施例では、まず、実施例１０で用いた加熱炉に、実施例１〜９のロッドレンズを、ロッドレンズの延伸開始位置が加熱位置になり、更に炉の中空状の部分の中心軸にロッドレンズの中心軸（光学軸）が一致するようにセットした。次いで、加熱炉にロッドレンズをセットして６分後、ロッドレンズにテンションを掛けてその先端を延伸させた。その後、適当な太さになるまでロッドレンズを引張り、そのまま冷却することにより、ロッドレンズにその基端から先端に向かって細くなるようなテーパーを与えることができた。なお、この実施例におけるロッドレンズの冷却は、室温での空冷である。
実施例１〜９のいずれのロッドレンズからも、テーパーを有するロッドレンズを製造することができた。

第１実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。 第２実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。 第３実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。 第４実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。 第５実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。 第６実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。 第７実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。 第８実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。 第９実施例によって得たロッドレンズの屈折率分布を示す図。

Claims (17)

1. 屈折率を制御するための屈折率制御物質を含有する透明な合成樹脂によって略円筒形に形成されており、前記屈折率制御物質が、その径方向における周縁部分よりも中心部分で濃度が高くなるように分布させられている屈折率分布型の光学製品であって、
   前記屈折率制御物質は、ジアリールオキサゾールを含む、
   光学製品。
2. 前記ジアリールオキサゾールは、ジフェニルオキサゾールである、
   請求項１記載の光学製品。
3. 前記ジアリールオキサゾールが２，５−ジフェニルオキサゾールである、
   請求項１記載の光学製品。
4. 前記合成樹脂が、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を更に含有している、
   請求項１記載の光学製品。
5. 前記ベンゾトリアゾールまたはその誘導体の濃度が、径方向における周縁部分よりも中心部分で高くなるように分布させられている、
   請求項４記載の光学製品。
6. 前記合成樹脂は、ポリメチルメタクリレートである、
   請求項１〜５のいずれかに記載の光学製品。
7. 径方向における中心部分の屈折率が、周縁部分の屈折率より０．０２以上大きい、
   請求項１〜６のいずれかに記載の光学製品。
8. 径方向における中心部分の屈折率が、周縁部分の屈折率より０．０５以上大きい、
   請求項１〜６のいずれかに記載の光学製品。
9. 径方向における中心部分の屈折率が、周縁部分の屈折率より０．１０以上大きい、
   請求項１〜６のいずれかに記載の光学製品。
10. 径方向における屈折率が、中心部分から周縁部分に向けて増加することなく減少している、
    請求項１〜９のいずれかに記載の光学製品。
11. 径方向における屈折率が、中心部分から周縁部分に向けて滑らかに減少している、
    請求項１０記載の光学製品。
12. 前記合成樹脂の径方向における周縁部分の外面に、光伝送に関与しない層を有している、
    請求項１〜１１のいずれかに記載の光学製品。
13. 光ファイバーである、
    請求項１〜１２のいずれかに記載の光学製品。
14. ロッドレンズである、
    請求項１〜１２のいずれかに記載の光学製品。
15. 前記光学製品は、その長さ方向の一方から他方にかけてテーパーが与えられている、
    請求項１〜１４のいずれかに記載の光学製品。
16. 透明な合成樹脂製のポリマー製の中空であり略円筒形の中空状円筒クラッド内に、前記中空状円筒クラッドを構成するポリマーの原料となるモノマーの溶液と、屈折率制御物質とを充填し、前記モノマーを、前記中空状円筒クラッドの壁面を構成するポリマーを逐次溶解させながら、且つ前記中空状円筒クラッドの壁面から内部へ同心円状にゲル層を順次移動させながら重合させてロッドレンズを製造する、ロッドレンズの製造方法であって、
    前記屈折率制御物質として、ジアリールオキサゾールを含むものを用いる、
    ロッドレンズの製造方法。
17. 前記中空状円筒クラッド内に、前記モノマーの溶液と、前記屈折率制御物質とを充填する際に、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体をも前記中空状円筒クラッド内に充填する、
    請求項１６記載のロッドレンズの製造方法。

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