JPH03213806A - 屈折率分布型プラスチック光伝送体の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明は、光集束性光ファイバ、光集束性棒状レンズ、
光センサー等積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に関するものである。

Ｕ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。

［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、屈折率が相異なリ、かつ特定
の溶剤に対する溶解度が異なる二基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部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フ
ト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＝Ｎｏ　（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アコ干渉顕微鏡
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０．５ｒ、〜０
．７５ｒｏ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。

このような光伝送体にて格子模様を観察してみると、そ
の屈折率分布は二次曲線にはＸ°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［有］）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回出）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
（ＭＴＰ）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（ハ）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（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る。

本発明の要旨とするところは、半径ｒ０〜０．７５ｒ０
の範囲の屈折率分布型光伝送体であり、該光伝送体の中
心から外周へ向って０．２５ｒ０〜０、７Ｏｒ＝好しく
は０．２０ｒｏ〜０．７５ｒｏの範囲の屈折率分布が、
次式（１） なる屈折率分布定数曲線にはヌ゛近似の分布を備えてお
り、 ｎｏ＝１．５±０．１ ｒｏ＝０．５±０．１　　　鵬 ０．３＞ｇ≧０．１５　　　　ｍｍ なる特性値を備えており、かつ、４ラインペア／「なる
格子を用いて測定したモデュレーショントランスファー
ファンクション（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅ
ｒ　ｆａｎｃｔｉｏｎ以下ＭＴＰという）が４０％以上
であるという特性を備えていることを特徴とするプラス
チック製屈折率分布型光伝送体にある。

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（ト））に示す如くその中心軸から０．
２５ｒ＝〜０．７０ｒ０、とくに０．２叶、〜０．７５
ｒｏの範囲が式（１）に示した理想屈折率分布曲線〔第
１図（ａ）〕には−゛近似の分布曲線を備えていること
が必要である。

該光伝送体の中心軸から０．２５ｒｏ〜０．７５ｒ０の
範囲が第１図（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
ｎ。値は１．５±０．１の範囲にあることが必要であり
、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。

方、ｎｏ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。ｇ４ｔＬが０．３を越えて大きくなると色収差を有
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より小さい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±０．１＋＋ｕ
＊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（ラインベア／ｌｌ１
ｆｆｌ）を有する格子を第４図に示す如く屈折率分布型
光伝送体を複数本並べたアレイと及び光源を第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）その光量レヘルの最大
値（１，、、）と最小値（１，ｉ、）を測定し次式によ
り求めたｉ□ＪｉｌＩ；ｎ ここで格子定数とは、第４図の格子に示す如く、白ライ
ンと黒ラインとの１組の組合せを１ラインとし、このラ
インが１闘の中白に何本設けであるかを示すのがライン
ペア／■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％以上であることが必要である。

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ので好しくは
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１０３〜１０’ボイズであり硬化
したときの屈折率ｎがｎ、　＞ｎｚ＞ｎ、・・・ｎ７な
るＮ２２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番
こより作るのがよい。

ｇ値が０．３＞ｇ≧０．１５の場合Ｎ≧２とすると屈折
率分布型光伝送体の中心層と最外層とのれ。

ｎ８の差を適切な範囲とすることができ、その中心から
０．２５ｒｏ−０，７５ｒ０の範囲内の屈折率分布を弐
（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
２以上７の範囲、好しくは３〜５の範囲であることが好
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１０３〜１０６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ボ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１０ｂボイズより大きいと、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＝１４７）　、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
クリレ一ト、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）アジリレート（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不−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−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、ｌ−ヒドロキシシクロへキ
シルフェニルケトン、ベンジルメチルケタール、２．２
−ジェ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−メチルジェタノールアミン、
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
、７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−テトラヒドロへブタデ
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へ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
．２５ｒ−〜０．７５ｒｏの範囲の屈折率分布が式（１
）の分布曲線に極めて近位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。

■、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　−Ｎ
ｅ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２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（７Ｂ）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
（１８）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ツキ
ガラスのクロム被膜を０．１　ｍｍの正方形格子模様に
精密加工したものを用いた。

■、屈折率分布の測定 カールツアイス社製インターフア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．ＭＥ
Ｋ中、２５°Ｃ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−ヒドロキシシクロへ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°Ｃ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、２
５°Ｃ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
ドロキシシクロへ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°Ｃ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°Ｃ
にて測定）５０重量部、メチルメタクリレート５０重量
部、１ヒドロキシシクロへ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−層の成分
の粘度は４．７ＸＩＯ’ボイズ、第二層の成分の粘度は
３．７Ｘ１０’ポイズ、第三層の成分の粘度は２．９Ｘ
１０’ボイズであった。複合ノズルの温度は６０°Ｃ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１２０　ｃ＋ａ、４０−）を円状に等間隔に配置さ
れた光照射部の中心をファイバストランド速度４０ｃｍ
／分の速度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（ｒｏ）０．５９ｍ
ｍであり、インターフア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１．４
９８であり屈折率分布定数（匂値は０．２０ｍｍ−’で
その中心から外面に向って第８図に示す如＜　０．１５
ｒｏ〜０．７５ｒｏ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１８．４１Ｗ１１とし４１Ｐ／ｒｕｎなる
格子を用いて測定したＭＴＦは６０％、その時の共役長
が４２．４ｍ＋＋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４１Ｐ／ｒｒｍ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°Ｃ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−ヒドロキシシクロへ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°Ｃ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とはヌ゛同じであり
、第四層形成成分の粘度は２．５　Ｘ　１０’ポイズで
あった。又、この時の複合ノズルの温度は６０°Ｃ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−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（ｒｏ）は０
．６０ｍｍ、インターフア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０．２０ｏｍ−’、
その中心から外面に向かって０．１５ｒ０〜０．８０ｒ
ｏ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４１Ｐ／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４２．４ａｍ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１８．４ｎａｎの光伝送体アレイを作成し、
４１Ｐ／ｌｔｍ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−層から第四層形成
用原液として用い、ポリメチルメタク’）　レ−ｔ−（
（７７）　＝０．３４．　ＭＥＫ中、２５°ｃにて測定
）４０重量部、メチルメタクリレ−１−１８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、■−ヒドロキシシクロへ
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°Ｃ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−層から第四層までの原液の粘度は実施例２とは一
°同じであり、第五層形成成分の粘度は２．２Ｘ１０’
ポイズであった。又、この時の複合紡糸ノズルの温度は
６０°Ｃ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−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（ｒｅ）０．６０ａｉａ、インターフアコ干渉
ｇ微鏡により測定した屈折率の分布は中心部が１．５０
７、周辺部が１．４９４であり、屈折率分布定数（６）
値は０．２２ｍｍ−’であり、その中心から外面に向っ
て０．１５ｒｏ〜０．８５ｒｏ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１７．８−と
し、４１Ｐ／ａｍ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４１Ｐ／
ＩＩｎ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。

比較例１ 実施例２で用いたものと同じ４種の原液を用いて、吐出
比（第−層）：（第二層）：（第三層）＝（第四層＞１
：１：１：１とする以外実施例２と全く同様にしてファ
イバストランドを作り、単量体の拡散、硬化処理をし光
伝送体を得た。得られた光伝送体の半径（ｒｏ）は０．
５５であり、インターフアコ干渉顕微鏡により測定した
屈折率分布は中心部が１　、５０６、周辺部が１．４８
６であり、屈折率分布定数（ｇ）値は０．２９ｍ＋＊−
’であったが、屈折率分布が（１）式と一致したのはそ
の半径方向の１割程度の範囲であった。この光伝送体の
両端面を研磨しレンズ長１３．５とし、４！Ｐ／鵬の格
子を用いて測定したＭＴＦは共役長は２４．７−で２２
％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１３　、５　ｍｍの光伝送体アレイ
を作成し４ｉ！、Ｐ／ｍｍなる格子を用いてＭＴＦを測
定した結果、共役長２４．７ｍｍで１９％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がその解
像度は非常に悪かった。

実施例４ ポリメチルメタクリレート（（η）　＝０．３４゜ＭＥ
Ｋ中、２５°Ｃにて測定）５１重量部、ヘンシルメタク
リレート２０重量部、メチルメタクリレート２９重Ｌｔ
部、■−ヒドロキシシクロへ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°Ｃ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種の原液を実施例１と同様に
して屈折率分布型光伝送体を得た。この時の第−層の成
分の粘度は４．５ＸＩＯ’ボイズであった。

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（ｒｏ）は０．４６ａｕｎ、インターフ
ア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（局値は０．２５１１ＤＩ−’であり、その中心から
外面に向って、０．１５ｒｏ〜０．８ｂ０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１５．６■とし、４
！！Ｐ／１ｍの格子を用いて測定した？ｆＴＦは共役長
は２９．０ｎｉｏ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１５．６ｍ
ｍの光伝送体アレイを作成し、４１Ｐ／　ｍｍなる格子
を用いてＭＴＦを測定した結果共役長２９．０ｍｍで５
５％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．ｔ１部から
なる重合体［＾］　　（ｎ６＝１．４５６、〔η〕＝１
．００）　５０重量部、メチルメタクリレート５０重量
部、１−ヒドロキシシクロへ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゜°Ｃ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重蓋部、メチルメタ
クリレ−）３０重量部、■−ヒドロキシシクロへキシル
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°Ｃ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
ロへ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°Ｃ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を４．０×１０４ポイズ、
第二層形成用成分の粘度が３．３×１０４ポイズ、第三
層形成用成分の粘度が３．ｌＸ１０’ポイズとし実施例
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−層）
：（第二層）＝（第三層）　＝７　：　４：１とした。

得られた光伝送体の半径（ｒｏ）は０．５０胴であり、
インターフア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（樽値は０．２７ａｍ−’その中心から外
面に向かって０．１５ｒｏ〜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、
４１Ｐ／ｍｍの格子を用いて測定したＭＴＦは共役長２
９．Ｏａｎ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、４ｆＰ／ｍｍなる格子を用いて
ＭＴＦを測定した結果、共役長２９鴫で５７％となった
。この光伝送体アレイを用いてＬＥＤを光源とし、ＣＣ
Ｄ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ＣＣＯ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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）半径ｒ＿０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
   周面へ向って少なくとも０．２５ｒ＿０〜０．７０ｒ＿
   ０の範囲の屈折率分布が、式（１）ｎ（ｒ）＝ｎ＿０｛
   １−（ｇ＾２／２）ｒ＾２｝・・・・（１）（式中ｎ＿
   ０は該光伝送体の中心軸部の屈折率ｎ（ｒ）は該光伝送
   体の中心軸より半径 ｒの位置部の屈折率 ｇは該光伝送体の屈折率分布定数 ｒは該光伝送体の中心軸より外周面 への距離） で規定する屈折率分布曲線にほゞ近似の屈折率分布を備
   え ｎ＿０＝１．５±０．１ ｒ＿０＝０．５±０．１ｍｍ ０．１５≦ｇ＜０．３ｍｍ＾−＾１ なる特性値を有し、かつ、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ｉ＿ｍ＿ａ＿ｘと最小値ｉ
   ＿ｍ＿ｉ＿ｎ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 ＭＴＦ＝［（ｉ＿ｍ＿ａ＿ｘ−ｉ＿ｍ＿ｉ＿ｎ）／（ｉ
   ＿ｍ＿ａ＿ｘ＋ｉ＿ｍ＿ｉ＿ｎ）］×１００・・・（２
   ）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。 （２）未硬化状態での粘度が１０＾３〜１０＾８ポイズ
   であり、該物質を硬化した硬化物の屈折率ｎがｎ＿１＞
   ｎ＿２＞ｎ＿３・・・・・ｎ＿Ｎ（Ｎ≧２）なるＮ個の
   未硬化液状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層積層した未硬化
   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、該未硬化ストランドファイバを硬化
   処理し、半径ｒ＿０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
   外周面へ向って少なくとも０．２０ｒ＿０〜０．７５ｒ
   ＿０の範囲の屈折率分布が、式（１） ｎ（ｒ）＝ｎ＿０｛１−（ｇ＾２／２）ｒ＾２｝・・・
   ・（１）式中ｎ＿０は該光伝送体の中心軸部の屈折率ｎ
   （ｒ）は該光伝送体の中心軸より半径 ｒの位置部の屈折率 ｇは該光伝送体の屈折率分布定数 ｒは該光伝送体の中心軸より外周面 への距離 で規定する屈折率分布曲線にほゞ近似の屈折率分布を備
   え ｎ＿０＝１．５±０．１ ｒ＿０＝０．５±０．１ｍｍ ０．１５≦ｇ＜０．３ｍｍ＾−＾１ なる特性値を有し、かつ、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ｉ＿ｍ＿ａ＿ｘと最小値ｉ
   ＿ｍ＿ｉ＿ｎを測定し、次式（２）にて算出したＭＴＦ
   が４０％以上なる特性を備えた屈折率分布型プラスチッ
   ク光伝送体の製法。 （３）半径ｒ＿０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
   周面へ向って少なくとも０．２５ｒ＿０〜０．７０ｒ＿
   ０の範囲の屈折率分布が、式（１）ｎ（ｒ）＝ｎ＿０｛
   １−（ｇ＾２／２）ｒ＾２｝・・・・（１）（式中ｎ＿
   ０は該光伝送体の中心軸部の屈折率ｎ（ｒ）は該光伝送
   体の中心軸より半径 ｒの位置部の屈折率 ｇは該光伝送体の屈折率分布定数 ｒは該光伝送体の中心軸より外周面 への距離） で規定する屈折率分布曲線にほゞ近似の屈折率分布を備
   え ｎ＿０＝１．５±０．１ ｒ＿０＝０．５±０．１ｍｍ ０．１５≦ｇ＜０．３ｍｍ＾−＾１ なる特性値を有し、かつ、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ｉ＿ｍ＿ａ＿ｘと最小値ｉ
   ＿ｍ＿ｉ＿ｎを測定し、次式（２）にて算出したＭＴＦ
   が４０％以上の ＭＴＦ＝［（ｉ＿ｍ＿ａ＿ｘ−ｉ＿ｍ＿ｉ＿ｎ）／（ｉ
   ＿ｍ＿ａ＿ｘ＋ｉ＿ｍ＿ｉ＿ｎ）］×１００・・・（２
   ）特性を備えた屈折率分布型プラスチック光伝送体を複
   数本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。