JPH10221558A - 光伝送体、その製法、アレイ及びそれらの使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルター機能を有する光伝送体の提
供。 【解決手段】 半径ｒなる円形断面の屈折率分布型光伝
送体の中心を含む領域に可視光及び近赤外光領域のうち
特定波長域の光のみを吸収する光吸収剤を均一に存在さ
せるまたは特定波長域の光の透過率が２０％以下になる
ように存在させる光伝送体。前記光伝送体の多層紡糸に
よる製法。前記光伝送体の複数個を一列以上平行に配置
した光伝送体アレイであって、前記特定波長域が異なる
複数種の光伝送体が混在されてなる光伝送体アレイ。前
記光伝送体またはその複数個を一列以上平行に配置した
光伝送体アレイのいずれかの一端から白色光源から出射
する光を入射させ、この光伝送体の他端から透過光を出
射させる方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特定波長域の光の透
過を選択的に阻止する（カラーフィルター機能を有す
る）プラスチック光伝送体に関する。

【０００２】

【従来の技術】屈折率分布型光伝送体（以下光伝送体と
略して表記する）は微小レンズとして使用されている。
またその多数を密接配列して接着一体化してレンズアレ
イの形態として複写機、ファクシミリ、スキャナ等のラ
インセンサ部品として、またＬＥＤプリンタの書き込み
デバイス等に広く用いられている。しかし従来の光伝送
体及び光伝送体アレイには可視光及び近赤外光領域にお
いて特定波長域の光のみの透過を阻止するようなものは
知られていない。

【０００３】一方光伝送体の中心を含む領域に光吸収剤
を導入するものとして特開平４−２５１８０５号公報が
開示されている。これは、染料濃度が異なる複数の紡糸
原液を多層紡糸した屈折率分布型光伝送体であり、染料
は光伝送体内部の全体に亘って不均一な濃度で存在して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】即ち、この光伝送体は
全可視光線及び近赤外光線に対し光伝送体からの出射光
の光量分布を均一化することを目的としており、実質的
に黒色の染料を用い、その濃度を光伝送体内部で分布を
つけ全波長域の光を吸収する構成であって、特定波長域
の光の透過を選択的に阻止するものではない。

【０００５】従ってこの光伝送体は可視光及び近赤外光
領域において特定波長域の光のみの透過を阻止するよう
なものではなく、そのため、光伝送体にカラーフィルタ
ー機能を持たせること、即ち、光伝送体を用いてその使
用時において望ましい光を選別することはできなかっ
た。

【０００６】即ち、光伝送体が透過する光の波長域を選
択することができず、広い波長域の光を光源として用い
る場合に、光伝送体のもつ色収差により、波長域ごとに
異なった光学特性を有するという問題がある。またデバ
イスに組み込んだ際同一のレンズ長のレンズのみを用い
た場合は光の波長域毎に異なった共役長を有することと
なり、本来の結像特性を発揮できないという問題等を克
服できなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は円形断面
の屈折率分布型光伝送体の中心を含む領域に可視光及び
近赤外光領域のうち特定波長域の光のみを吸収する光吸
収剤が均一に存在することを特徴とする光伝送体であ
る。

【０００８】また本発明の要旨は、円形断面の屈折率分
布型光伝送体の中心を含む領域に可視光及び近赤外光領
域のうち特定波長域の光のみを吸収する光吸収剤が存在
し、かつこの光吸収剤がこの光伝送体を透過する特定波
長域の光に関して式（１）の関係を満たす光伝送体であ
る。

【０００９】 入射光量÷出射光量×１００ ≦ ２０％ （１） 更に本発明の要旨は前記の光伝送体の複数個を一列以上
平行に配置した光伝送体アレイであって、前記特定波長
域が異なる複数種の光伝送体が混在されてなる光伝送体
アレイである。

【００１０】また本発明の要旨は前記の光伝送体の一端
にまたはその複数個を一列以上平行に配置した光伝送体
アレイの一端に白色光源から出射する光を入射させ、こ
の光伝送体の他端から透過光を出射させる方法である。

【００１１】更に本発明の要旨は前記の光伝送体アレイ
の一端に白色光源またはＲＧＢ３原色のＬＥＤ光源から
出射する光を入射させ、この光伝送体の他端から透過光
を出射させる方法である。

【００１２】また本発明の要旨は硬化させた後に得られ
る硬化物の屈折率がｎ₁、ｎ₂、・・・、ｎ_N（Ｎは３以
上の整数）であるＮ個の未硬化状物を同心円状に積層し
て、中心部から外周部に向かって屈折率が順次減少した
ファイバ状の未硬化物積層体を形成し、この積層体の各
層間の屈折率分布が連続的に変化するように隣接層間の
成分の相互拡散処理を行いながら、または相互拡散処理
を行った後、積層体を硬化処理して屈折率分布型ファイ
バを製造する方法において、少なくとも最も中心の未硬
化状物層中に特定波長域の光を吸収する光吸収剤を混入
させた状態で積層体を形成することを特徴とする光伝送
体の製造方法である。

【００１３】本発明において可視光及び近赤外光領域と
は４００〜７５０ｎｍ程度の波長域をいう。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光伝送体及びその
製造方法について詳細に説明する。図１及び図２はそれ
ぞれ本発明の光伝送体（以下適宜レンズともいう）の一
例である屈折率分布型レンズの縦断面図、横断面図であ
る。また、図３及び図４は外周部に光吸収剤が存在しな
い場合の光伝送体の縦断面図、横断面図である。それぞ
れレンズ素材１は、中心軸４上の屈折率をＮ₀、屈折率
分布定数をｇとすれば、中心軸から半径方向に距離ｒ離
れた点での屈折率Ｎ（ｒ）がほぼ次式の関係で表される
屈折率分布を持つ透明な円柱体である。 Ｎ（ｒ）＝Ｎ₀（１−ｇｒ²） ・・・・（２） 本発明はレンズ素材１の中心部付近に可視光線の特定波
長域を吸収する光吸収剤がほぼ均一に混在していること
を特徴としている。本発明では中心部付近に可視光線及
び近赤外光線の特定波長域を吸収する光吸収剤が存在し
ているために、そこを通過する特定波長域の光は光吸収
剤によって吸収され、主にその他の波長の光が光伝送体
を通過していく。

【００１５】本発明において特定波長域は可視光及び近
赤外光領域のうちどの波長域に設定してもよく、その使
用状況に応じて、光伝送体により透過を阻止したい光の
波長域に設定することが好ましい。そうすることによっ
て使用時において望ましくない波長域の光を減衰させる
ことができる。例えば、広い波長域の光源を使用すると
光伝送体の色収差が問題になる場合においては光伝送体
の波長特性が劣る領域に設定される。そうすることによ
って、光伝送体の解像度の低下の原因となる波長域の光
を減らすことができ、光伝送体の解像度を向上させるこ
とができる。

【００１６】特定波長域は不連続な複数の領域に設定す
ることもできる。例えば赤と青の光を吸収するように特
定波長域を波長４００〜５００ｎｍ及び波長６００〜７
００ｎｍに設定することもできる。

【００１７】図５は光入射端面から平行光線が入射した
ところを模式的に示した図である。１本１本の曲線が光
の進行を示している。図面中、太線で示した部分が光伝
送体の中心を含む縦断面図である。Ｙ軸は光伝送体の半
径方向の距離を表し、０点が中心軸である。Ｚ軸は光伝
送体の光入射面からの距離である。本図では光伝送体の
長さを１１．１ｍｍとしている。光伝送体に入射した光
は図５のように光伝送体中を蛇行しながら進行してい
く。このため本発明の光伝送体において光吸収剤は中心
を含む領域に含まれていればよい。実際の光は光伝送体
表面での反射等により複雑な進行をするため光吸収剤の
含有領域が広ければ広いほど特定波長域の光が効果的に
吸収される。従って、中心を含み、中心から半径の１／
３以上までの領域に光吸収剤が存在することが望まし
く、光伝送体内部全体に存在することが更に望ましい。

【００１８】本発明において可視光及び近赤外光領域の
うち特定波長域の光を吸収する光吸収剤としては、目的
にあった種々の染料、顔料、色素が使用できる。設定す
る特定波長域により、多種の染料、顔料、色素を混合し
て用いることもできる。本発明においては、光吸収剤が
光伝送体を構成する組成物中に分散されて存在するのが
好ましい。有機高分子体中に染料分子、顔料分子が物理
的あるいは化学的親和力の場で分散あるいは結合してい
る状態である。

【００１９】用いられる光吸収剤の代表的な例として以
下のものがあげられる。６００〜７００ｎｍに吸収のあ
る三菱化学製Ｄｉａｒｅｓｉｎ Ｂｌｕｅ ４Ｇや同業
他社の同等品が挙げられる。５５０〜６５０ｎｍに吸収
のある日本化薬製Ｋａｙａｓｅｔ Ｂｌｕｅ ＡＣＲや
同業他社の同等品が挙げられる。その他の波長領域に対
して有効な光吸収剤としては、４００〜５００ｎｍに吸
収のあるものとして、日本化薬製Ｋａｙａｓｏｒｂ Ｙ
ｅｌｌｏｗ ２Ｇ、Ｏｒａｎｇｅ Ｇ、Ｙｅｌｌｏｗ
Ａ−Ｇ、Ｙｅｌｌｏｗ Ｅ−Ｇとそのそれぞれの同業他
社の同等品、三井東圧染料のＭＳ Ｙｅｌｌｏｗ ＨＤ
ー１８０とその同業他社の同等品があげられる。５００
〜６００ｎｍに吸収のあるものとして、日本化薬製Ｋａ
ｙａｓｏｒｂ Ｒｅｄ Ｇ、Ｒｅｄ １３０、Ｒｅｄ
Ｂ、三菱化学製ＤｉａｒｅｓｉｎＲｅｄ Ｋとその同業
他社の同等品及び三井東圧染料ＭＳ Ｍａｇｅｎｔａ
ＨＭー１４５０とその同業他社同等品があげられる。

【００２０】光伝送体中に含有される光吸収剤の濃度は
任意に設定されるが、濃度が低すぎると特定波長域の光
を十分に吸収することができず、高すぎると染料の吸収
は厳密にいえばブロードなものであるので、特定波長域
以外の光まで吸収されてしまうようになる。従って好ま
しくは０．００５〜１０重量％、より好ましくは０．０
０５〜０．５重量％の範囲である。

【００２１】光吸収剤の含有領域中においては光吸収剤
が均一に分散していることが好ましい。光吸収剤の濃度
が局所的に高いところが存在すると、光吸収剤の凝集に
より、特定波長域以外の光の吸収損失及び散乱損失が増
大する。

【００２２】本発明の光伝送体が十分な効果を発揮する
ためには、その特定波長領域の光の透過率が２０％以下
であるように光吸収剤が含有されていることが望まし
い。好ましくは１０％更に好ましくは５％以下である。
この光の透過率は吸収剤の含有量及び吸収剤の存在する
領域によってコントロールできる。

【００２３】また現在の工業生産技術では光伝送体の全
体にわたって屈折率分布が良好なものは知られていな
い。従って現在の光伝送体は製造時に外周部に屈折率分
布の不整な部分が形成される。この外周部付近の屈折率
分布の不整な部分はレンズの結像に寄与しない部分であ
り、この部分は本質的に全波長域におけるレンズ性能を
向上する目的で、本発明においても黒色の光吸収剤ある
いは拡散剤を導入することが出来る。また、その部分を
物理的に削除する事もできる。

【００２４】本発明の光伝送体アレイは特定波長域を異
なる波長域に設定した複数種の光伝送体を組み合わせて
用いる他は従来公知の方法で製作することができる。光
伝送体が一列または複数列で平行に配置されていればア
レイの形状、材質などは問わない。複数種の光伝送体の
組み合わせの形態はその使用状況に応じて決めることが
でき、特に限定されるものではないが、通常はそれぞれ
の種類の光伝送体が均一に分散するように配置される。

【００２５】本発明の方法において使用する光伝送体の
特定波長域は光源から出射する可視光及び近赤外光のう
ち、一部の波長域に設定される。光源として白色光源を
用い、光伝送体単体もしくは１種類の光伝送体からなる
光伝送体アレイを用いる方法において、光伝送体の特定
波長域は最適な共役長などの波長特性が極端に異なる波
長域の一方に設定することが好ましい。通常の光伝送体
においては赤の波長域の光と青の波長域の光で波長特性
が大きく異なるので、特定波長域は通常赤の波長域また
は青の波長域の光に設定される。また、更に光学特性を
良好とするためには、透過する波長域をより狭くするこ
とが望ましい。そのために特定波長域を例えば赤から
緑、青から緑といったように広く設定することができ、
赤と青というように複数設定することもできる。この波
長特性は光伝送体の設計や設定される共役長などによっ
て異なるので、特定波長域は実際にはこれらの状況に鑑
みて決定されることになる。

【００２６】光源として白色光源またはＲＧＢ３原色の
ＬＥＤ光源を用い、特定波長域を異なる領域に設定した
複数種の光伝送体またはそれらからなる光伝送体アレイ
を用いる方法においては、光伝送体アレイ全体として明
確な像を狭いスペースで伝送できるように、それぞれの
光伝送体の特定波長域を設定することが好ましい。つま
り、光伝送体を使用する共役長において、光伝送体それ
ぞれの種類の波長特性が劣る波長域に特定波長域を設定
し、それぞれの光伝送体が有する結像特性を発揮させ
る。それぞれの種類の光伝送体が伝送する波長域は当然
狭くなるが、それを数種類用いることにより、結果とし
て広い波長域の光を伝送する。この波長特性は用いられ
る複数種の光伝送体のそれぞれの設計などにより異なる
ので、特定波長域は実際にはこれらを考慮して設定され
る。この場合それぞれの光伝送体の特定波長域の中心が
波長４００〜５００ｎｍ、５００〜６００ｎｍまたは６
００〜７００ｎｍの領域に設定されることが望ましい。

【００２７】本発明の光伝送体は例えば次のようにして
製造できる。硬化させた後に得られる硬化物の屈折率が
ｎ₁、ｎ₂、・・・、ｎ_N（Ｎは３以上の整数）であるＮ
個の未硬化状物のうち少なくとも最中心部の層に、特定
波長域の光を吸収する光吸収剤を混入させておき、それ
らの未硬化状物を中心から外周面に向かって順次屈折率
が低くなるような配置で、かつ、同心円状に複層積層し
た未硬化状の積層体（以下適宜「糸状体」と称する）に
賦形し、糸状体の各層間の屈折率分布が連続的分布とな
るように隣接層間の物質の相互拡散処理を行いながら、
または相互拡散処理を行った後、糸状体を硬化処理する
ことにより製造される。

【００２８】得られる光伝送体の屈折率分布を理想的な
分布に近づけるために、Ｎは少なくとも４以上であるこ
とが好ましい。また製造の容易さを考慮するとＮは６以
下程度であることが好ましい。しかしながら高性能の光
伝送体を得るためにはＮを１０以上にすることも可能で
ある。各層の厚みは異なっていてもよく同程度であって
もよい。

【００２９】本発明に用いられる未硬化状物質は、粘度
が１０³〜１０⁸ポイズで硬化性のものであることが好ま
しい。粘度が小さすぎると賦形に際し糸切れが生じるよ
うになり糸状体の形成が困難である。また粘度が大きす
ぎると賦形時に操作性が不良となり各層の同心円性が損
なわれたり、太さ斑の大きな糸状体となりやすいので好
ましくない。

【００３０】この未硬化状物を構成する物質としてはラ
ジカル重合性ビニル単量体または該単量体と該単量体に
可溶な重合体とからなる組成物等を用いることができ
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
オロペンチル（メタ）アクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキ
サフルオロブチル（メタ）アクリレート、2,2,2-トリフ
ルオロエチル（メタ）アクリレート等のフッ素化アルキ
ル（メタ）アクリレート（ｎ＝１．３７〜１．４４）、
屈折率１．４３〜１．６２の（メタ）アクリレート類た
とえばエチル（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（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、ジエチレングリコール
ビスアリルカーボネート、フッ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。

【００３１】これら未硬化状物から糸状体を形成する際
の未硬化状物の粘度調整を容易にするため、及び糸状体
の中心から外周へ向かい連続的な屈折率分布を持たせる
ため、前記の未硬化状物はビニル系単量体と可溶性ポリ
マーとで構成されていることが好ましい。

【００３２】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相
溶性が良いことが必要であり、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ーメ
チルペンテンー１（ｎ＝１．４６）、エチレン／酢酸ビ
ニル共重合体（ｎ＝１．４６〜１．５０）、ポリカーボ
ネート（ｎ＝１．５０〜１．５７）、ポリフッ化ビニリ
デン（ｎ＝１．４２）、フッ化ビニリデン／テトラフル
オロエチレン共重合体（ｎ＝１．４２〜１．４６）、フ
ッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフル
オロプロペン共重合体（ｎ＝１．４０〜１．４６）、ポ
リフッ化アルキル（メタ）アクリレートポリマー等が挙
げられる。

【００３３】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には中心から外周に向か
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。特に、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製造するに際して用いる
ポリマーとしては好適なものである。

【００３４】前記未硬化状物より形成した糸状体を硬化
するには未硬化物中に熱硬化触媒あるいは光硬化触媒を
添加しておくことが好ましく、熱硬化触媒としては普通
パーオキサイド系又はアゾ系の触媒が用いられる。光硬
化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'ーイソプロピルー2ーヒドロキシー2ーメチルプロ
ピオフェノン、1ー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。

【００３５】次いで未硬化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体を熱処理
ないし光硬化処理を行う。

【００３６】本発明の製法において、光吸収剤と単量体
の分子量の大小関係は特に限定されないが、未硬化状物
として前記単量体と重合体との混合物を使用し、光吸収
剤として前記染料等を使用する場合は、光吸収剤の方が
単量体よりも分子量がはるかに大きいので、未硬化状物
中における拡散速度がはるかに遅い。従って光吸収剤を
実質的に拡散させることなく、未硬化状物層相互間にお
いて単量体を拡散させることができる。

【００３７】尚、重合硬化に長時間を要する熱重合の場
合は、光吸収剤が拡散して、遮光層内の濃度が不均一と
なる。このため短時間で重合可能な光重合によって硬化
させることが望ましい。

【００３８】ところで光重合法により重合硬化させるた
めには、未硬化状物層中を光重合用の光を透過させるこ
とが必要である。しかしながら、光吸収剤の種類は多く
あり、光吸収の波長依存性は様々である。即ち、光伝送
体の伝送光を吸収するとともに重合に用いる光をそれと
同等以上に吸収する光吸収剤も存在する。従って光重合
法により重合硬化処理する場合は、光伝送体の伝送光を
吸収するが、重合用の光を吸収せず透過させる特性を有
する光吸収剤を用いることが望ましい。

【００３９】光伝送体の伝送光として実際に用いられる
光は通常波長が４００〜７５０ｎｍの可視光から近赤外
光の範囲のものである。一方、光重合に用いる光の発光
波長は通常３００〜３７０ｎｍの紫外線である。よって
４００〜７５０ｎｍの特定波長域の吸光度係数が、３０
０〜３７０ｎｍにおける吸光度係数の２倍以上である光
吸収剤を用いることが好ましい。このような光吸収剤と
しては前記のものを用いることができる。

【００４０】このような光吸収剤の代表的な例であるＢ
ｌｕｅ ４Ｇ、ＨＤー１８０及びＲｅｄ Ｂの吸収スペ
クトルを図６、図７及び図８に示す。図６、図７、図８
において縦軸は吸光度係数,横軸は光の波長を示し、横
軸の左端は３００ｎｍを右端は８００ｎｍである。それ
ぞれ紫外線域（３００〜３７０ｎｍ）の吸収が少なく、
そこでの吸光度係数は光伝送体の実使用波長域６５０あ
るいは４７０ｎｍのそれぞれの波長での吸光度係数の１
／２以下であることがわかる。このような光吸収剤を使
用すると、未硬化状物層中紫外線が透過し、光重合が効
率的に進行する。

【００４１】本発明の光伝送体は例えば図９の糸状体成
形装置を用いて製造することができる。図９は糸状体成
形装置を図式的に示す工程図であり、相互拡散部１２及
び硬化処理部１３の部分だけを縦断面図で示してある。
図中の記号１０は同心円状複合ノズル、１１は押し出さ
れた未硬化の糸状体、１２は糸状体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、
１３は未硬化状物を硬化させるための硬化処理部、１４
は引き取りローラー、１５は製造された光伝送体、１６
は巻き取り部、１７は不活性ガス導入口、１８は不活性
ガス排出口である。糸状体１１から遊離する揮発性物質
を相互拡散部１２及び硬化処理部１３から除去するた
め、不活性ガス導入口１７から不活性ガス例えば窒素ガ
スが導入される。

【００４２】光重合に用いる光源としては１５０〜６０
０ｎｍの波長の光を発生する炭素アーク灯、高圧水銀
灯、中圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、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。

【００４３】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。尚、実施例及び比較例において屈折率分布及びレン
ズ性能（ＭＴＦ）の測定は下記の方法により行った。 （１）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。 （２）レンズ性能（ＭＴＦ）の測定 光伝送体の解像度を示すＭＴＦは、空間周波数６ライン
ペア／ｍｍ（Ｌｐ／ｍｍ）を有する格子２２、光軸に垂
直な両端面を研磨した単レンズあるいは光伝送体を複数
本並べたアレイ２３、及び光源１９を図１０に示すよう
に配列し、結像面に設置したＣＣＤラインセンサー２４
により格子画像を読みとり、その測定光量の最大値（ｉ
_MAX）と最小値（ｉ_MIN）を図１１に示すごとく測定し、
次式により求めた。

【００４４】

【数１】

【００４５】ここで空間周波数とは、図１１の格子に示
すごとく、白ラインと黒ラインとの組み合わせを１ライ
ンとし、このラインの組み合わせが１ｍｍの幅の中に何
組設けてあるかを示すものである。

【００４６】比較例１ ポリメチルメタクリレート（〔η〕＝０．４０，ＭＥＫ
中，２５℃にて測定、以下実施例、比較例中において同
様のものを用いる。）５０重量部、ベンジルメタクリレ
ート３６重量部、メチルメタクリレート１４重量部、１
ーヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５重
量部及びハイドロキノン０．１重量部を７０℃に加熱混
練して第１層形成用原液とした。ポリメチルメタクリレ
ート５１重量部、メチルメタクリレート４９重量部、１
ーヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．２５重
量部、ハイドロキノン０．１重量部を７０℃に加熱混練
して第２層形成用原液とした。ポリメチルメタクリレー
ト４８重量部、メチルメタクリレート３７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１
５重量部、１ーヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン０．２５重量部、ハイドロキノン０．１重量部を７０
℃に加熱混練して第３層形成用原液とした。ポリメチル
メタクリレート４５重量部、メチルメタクリレート２５
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３０重量部、１ーヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン０．２５重量部、ハイドロキノン０．１
重量部を７０℃に加熱混練して第４層形成用原液とし
た。ポリメチルメタクリレート４２重量部、メチルメタ
クリレート１５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４３重量部、１ーヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン０．２５重量部、ハイド
ロキノン０．１重量部を７０℃に加熱混練して第５層形
成用原液とした。この５種類の原液を同心円状５層複合
ノズルを用い中心から順次未硬化物の屈折率が低くなる
ように配列し同時に押し出した。

【００４７】複合紡糸ノズルの温度は４２℃であった。
押し出し時の粘度は第１層の成分が５．８×１０⁴ポイ
ズ、第２層が４．９×１０⁴ポイズ、第３層が４．７×
１０⁴ポイズ、第４層が３．９×１０⁴ポイズ、第５層が
４．５×１０⁴ポイズであった。第１層から第５層の吐
出比は半径の比で３５／３８／２０／６／１であった。

【００４８】ついで長さ５５ｃｍの各層相互拡散処理部
を通しその後長さ１２０ｃｍ、４０Ｗのケミカルランプ
１２本を円状に等間隔に配設された光照射部の中心にス
トランドファイバを通過させて、１７０ｃｍ／ｍｉｎの
速度でニップローラーで引き取った。

【００４９】得られた光伝送体は半径が０．３ｍｍであ
り、屈折率分布は中心部が１．５１２、外周部が１．４
６８であった。光伝送体の屈折率分布を表１に示した。
この光伝送体の両端面を研磨してレンズ長４．２ｍｍと
し、６Ｌｐ／ｍｍの格子を用いてこの単レンズの特性を
測定したところ、表２の結果を得た。

【００５０】更にこの光伝送体複数本を用い、側板には
フェノール樹脂（厚さ１．２ｍｍ）２枚を用い、接着剤
にはカーボンブラックを２ｗｔ％添加したエピフォーム
（ソマール社製）を用い、側板の間に光伝送体を１列に
配列し接着剤を充填し、接着剤を硬化し、その後両端面
を切断して研磨し、レンズ長４．２ｍｍのレンズアレイ
を製作した。６Ｌｐ／ｍｍの格子を用いてこのレンズア
レイの特性を測定したところ、表３、表４の結果を得
た。

【００５１】なお表中波長４７０ｎｍ、５２５ｎｍ、６
５０ｎｍと記載する光は、それぞれその波長をピーク波
長とする光を表す。また３色のＬＥＤとは、これらの３
種の光を発するＬＥＤである。以下本文中の表記もこれ
に従う。

【００５２】比較例２ 比較例１の原液中に表１に記載のように光吸収剤を混入
し、光重合強度を変更した以外は比較例１と同様の操作
を行いレンズを賦形した。レンズの屈折率分布は比較例
１と同じであった。レンズの光吸収剤含有領域を表２に
示した。屈折率分布が不整な領域に可視光及び近赤外光
領域のうち全波長域の光を吸収する光吸収剤を導入した
ため、レンズ性能が全波長域で向上した。比較例１と同
様の条件でレンズ及びレンズアレイの特性を測定したと
ころ、表２、表３、表４の結果を得た。

【００５３】実施例１〜７ 比較例１の原液中に表１に記載のように光吸収剤を混入
し、光重合強度を変更した以外は比較例１と同様の操作
を行いレンズを賦形した。レンズの屈折率分布は比較例
１と同じであった。レンズの光吸収剤含有領域を表２に
示した。比較例１と同様の条件でレンズ及びレンズアレ
イの特性を測定したところ、表２、表３、表４の結果を
得た。表４から明らかなようにこれらの光伝送体は比較
例１の光伝送体と比較して、最適共役長におけるそれぞ
れの波長の光に対するＭＴＦ及び３色のＬＥＤを同一光
量値で同時に点灯した場合のＭＴＦが向上している。

【００５４】なお、実施例３、７中において波長６５０
ｎｍの光に対して、レンズアレイの最適共役長における
ＭＴＦが低いが、それぞれ光量が低いため、実用上問題
はない。また実施例３は最適共役長において、３色のＬ
ＥＤを同一光量値で同時に点灯した場合のＭＴＦは比較
例１と同一であるが、４７０ｎｍの光に対するＭＴＦが
向上している。

【００５５】実施例８及び９ 比較例２の原液中に表１に記載のように光吸収剤を混入
し、光重合強度を変更した以外は比較例１と同様の操作
を行いレンズを賦形した。レンズの屈折率分布は比較例
１と同じであった。レンズの光吸収剤含有領域を表２に
示した。比較例１と同様の条件でレンズ及びレンズアレ
イの特性を測定したところ、表２、表３、表４の結果を
得た。表４から明らかなようにこれらの光伝送体は比較
例２の光伝送体と比較して、最適共役長におけるそれぞ
れの波長の光に対するＭＴＦ及び３色のＬＥＤを同一光
量値で同時に点灯した場合のＭＴＦが向上している。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【表３】

【００５９】

【表４】

【００６０】

【発明の効果】本発明により可視光及び近赤外光領域の
光のうち特定波長域の光のみの透過を阻止する即ちカラ
ーフィルター機能を有する光伝送体及び光伝送体アレイ
が提供される。そのため、光伝送体が透過する光の波長
域を選択することができ、広い波長域の光を光源として
用いる場合に、光伝送体のもつ色収差により、波長域ご
とに異なった光学特性を有するという問題が解決され
る。またデバイスに組み込んだ際同一のレンズ長のレン
ズのみを用いた場合は光の波長域毎に異なった共役長を
有することとなり、本来の結像特性を発揮できないとい
う問題が解決される。

【００６１】また本発明の光伝送体を用いて、短共役
長、低色収差の光伝送体アレイが提供される。さらに明
確な像を狭いスペースで伝達する方法が提供される。ま
た、本発明の製法によれば、本発明の光伝送体を容易に
製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光伝送体の縦断面図である。

【図２】本発明の光伝送体の横断面図である。

【図３】本発明の光伝送体の縦断面図である。

【図４】本発明の光伝送体の横断面図である。

【図５】光伝送体中の光の進行の様子を示す図である

【図６】本発明で用いるＢｌｕｅ ４Ｇの吸収特性を示
す図である。

【図７】本発明で用いるＨＤー１８０の吸収特性を示す
図である。

【図８】本発明で用いるＲｅｄ Ｇの吸収特性を示す図
である。

【図９】本発明の光伝送体を製造するための製造装置の
概略図である。

【図１０】光伝送体の解像度（ＭＴＦ）測定装置の概略
を示す図である。

【図１１】ＣＣＤセンサーにより解像度を測定した図で
ある。

【符号の簡単な説明】

１ レンズ素材 ２ 特定波長域を吸収する光吸収剤を含有している層 ３ 光吸収剤の存在しない最外周部 １０ 同心円状複合ノズル １１ 未硬化の糸状体 １２ 相互拡散部 １３ 硬化処理部 １５ 光伝送体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 隅 敏則 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

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形断面の屈折率分布型光伝送体の中心
   を含む領域に可視光及び近赤外光領域のうち特定波長域
   の光のみを吸収する光吸収剤が均一に存在することを特
   徴とする光伝送体。
2. 【請求項２】 円形断面の屈折率分布型光伝送体の中心
   を含む領域に可視光及び近赤外光領域のうち特定波長域
   の光のみを吸収する光吸収剤が存在し、かつこの光吸収
   剤がこの光伝送体を透過する特定波長域の光に関して式
   （１）の関係を満たす光伝送体。 入射光量÷出射光量×１００ ≦ ２０％ （１）
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の光伝送
   体の複数個を一列以上平行に配置した光伝送体アレイで
   あって、前記特定波長域が異なる複数種の光伝送体が混
   在されてなる光伝送体アレイ。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の光伝送
   体の一端にまたはその複数個を一列以上平行に配置した
   光伝送体アレイの一端に白色光源から出射する光を入射
   させ、これらの光伝送体の他端から透過光を出射させる
   方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の光伝送体アレイの一端
   に白色光源またはＲＧＢ３原色のＬＥＤ光源から出射す
   る光を入射させ、この光伝送体の他端から透過光を出射
   させる方法。
6. 【請求項６】 硬化させた後に得られる硬化物の屈折率
   がｎ₁、ｎ₂、・・・、ｎ_N（Ｎは３以上の整数）である
   Ｎ個の未硬化状物を同心円状に積層して、中心部から外
   周部に向かって屈折率が順次減少したファイバ状の未硬
   化物積層体を形成し、この積層体の各層間の屈折率分布
   が連続的に変化するように隣接層間の成分の相互拡散処
   理を行いながら、または相互拡散処理を行った後、積層
   体を硬化処理して屈折率分布型ファイバを製造する方法
   において、少なくとも最も中心の未硬化状物層中に特定
   波長域の光を吸収する光吸収剤を混入させた状態で積層
   体を形成することを特徴とする光伝送体の製造方法。
7. 【請求項７】 ４００〜７５０ｎｍの可視光及び近赤外
   光領域の特定波長域の吸光度係数が、３００〜３７０ｎ
   ｍにおける吸光度係数の２倍以上である光吸収剤を用い
   て、３００〜３７０ｎｍの発光波長を有する紫外線を用
   いた光重合法により硬化処理を行う請求項６に記載の光
   伝送体の製造方法。