JP3370658B2 - Graded-index plastic optical transmitter - Google Patents

Graded-index plastic optical transmitter

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JP3370658B2
JP3370658B2 JP2002000154A JP2002000154A JP3370658B2 JP 3370658 B2 JP3370658 B2 JP 3370658B2 JP 2002000154 A JP2002000154 A JP 2002000154A JP 2002000154 A JP2002000154 A JP 2002000154A JP 3370658 B2 JP3370658 B2 JP 3370658B2
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refractive index
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polymer
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義彦 三品
龍二 村田
吉弘 魚津
正昭 小田
輝太 石丸
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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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 optical transmission lines such as a light converging optical fiber, a light converging rod lens, and an optical sensor, and is also useful as an image transmitting 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 An optical transmission medium having a continuous refractive index distribution from a central portion to an outer peripheral portion in a cross section of the optical transmission medium is disclosed in Japanese Examined Patent Publication Nos. 47-816 and 47-28059, published in Europe. It is disclosed in the publication 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 graded index optical transmission body disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-816 is made of glass and is manufactured by the ion exchange method, so that the productivity is low and the same. It was difficult to make the shape (especially the same length) to have the same performance, and the gradient index optical transmission bodies having the same performance were likely to have uneven lengths, and there was a problem that the handling property was 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。
The gradient index plastic optical transmission body disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-28059 is a mixture of two or more transparent polymers having different refractive indexes and different solubilities in a specific solvent. After shaping into a rod shape or a fiber shape, it is immersed in the solvent and a part of the polymer is subjected to an extraction treatment from the surface of the molded product, so that the weight from the surface of the polymer molded product to its central portion is increased. It is made by assuming that the mixing ratio of coalescence has changed. Although it is possible to make a plastic rod lens by this method, a mixture of two or more kinds of polymers having different refractive indices has a large fluctuation of refraction, its transparency is lowered, and light scattering easily occurs. However, there is a problem that the characteristics as a graded index optical transmission body are not sufficient, and the application development thereof has not progressed.

【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) is
And a monomer (B) which becomes a polymer having a different refractive index from the surface of the molded article formed into a rod shape by volatilizing the monomer (B) from the surface of the molded article. A method for producing a gradient index plastic light transmission body by giving a continuous concentration distribution of the monomer (B) from the surface to the inside and then 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
The refractive index distribution curve of the gradient index optical transmission body is ideally expressed by the following equation, and is said to be the curve shown by a 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 by the present inventor, a refractive index distribution curve measured by an interphaco interference microscope of the refractive index distribution type optical transmission body produced by the above method under the conditions described later is shown by b in FIG. As described above, the range from the center to the radial direction of 0.5r 0 to 0.75r 0 (the range of c to d in the figure, e is the outermost peripheral portion) is relatively the ideal curve shown by the equation (1). Although the refractive index distribution curves are close to each other, the refractive index distributions inside and outside the distribution curve deviate greatly 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。
Observing the lattice pattern on the optical transmitter,
If a refractive index distribution that almost exactly follows the quadratic curve is obtained, a normal grating image can be transmitted as shown in FIG. 3A. However, as shown in FIG. When a lattice image is observed with an optical transmission body that is away from the ideal refractive index distribution, a greatly distorted lattice image is observed as shown in FIG. 3 (b) or (c), and accurate image transmission cannot be performed. Has become. Further, the moderation transfer function (MTF) showing the resolution was only as low as about 30% or less, and it 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 the refractive index distribution type optical transmission body having the refractive index distribution as shown in FIG. 2B, which is produced by the conventional method, a portion in the outer peripheral direction as compared with FIG. Alternatively, since the relevant portion is subjected to dissolution treatment with a solvent so that the optical path of the optical transmission medium has a relatively ideal refractive index distribution, it is not possible to obtain an optical transmission medium with high resolution, and its production It has a very poor property, and it is extremely difficult to always manufacture 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。
Therefore, the inventors of the present invention are a gradient index plastic optical transmitter which can be used in a copying machine using a white light source, and which has a higher resolution and brighter optical transmission than those conventionally developed. The present invention has been completed as a result of studies to obtain an optical transmission body which is a body and whose productivity is remarkably improved.

【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 composed of a plurality of layers formed of a mixture of the same polymer and another polymer, which are concentrically provided, and in each layer of the plurality of layers. 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, and further, in each layer of the plurality of layers, of the copolymer composition of the polymer, by varying toward the outer periphery from the center of the optical transmission body has a radius r 0 becomes circular cross-section, at least 0.25 r 0 ~ toward from the central axis to the outer peripheral surface The refractive index distribution in the range of 0.70r 0 is expressed 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] The refractive index distribution curve defined by 1. is provided, and a grating image of 4 line pairs / mm is imaged on the CCD line sensor through the optical transmitter, and the maximum value imax and the minimum value of the measured light amount are obtained. A gradient index plastic optical transmission medium characterized by having a characteristic that the modulation transfer function (MTF) calculated by the following equation (2) by measuring the value imin is 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] A second invention is the gradient index plastic light according to the first invention, which has a characteristic value of 1.4 ≦ n 0 ≦ 1.6 0.15 ≦ g <0.3 mm −1. It is a transmitter. A third aspect of the invention is the first or second aspect, wherein the r 0 is 0.6 mm or less.
It is a gradient index plastic optical transmission article according to the invention. A fourth aspect of the present invention is an optical transmission element array in which a plurality of the gradient index plastic optical transmission elements according to any one of the first to third aspects are arranged and assembled in one line or a plurality of lines.

【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 that is almost approximate to the ideal refractive index distribution curve [a in FIG. 1] shown in 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 body, 0.25r 0 ~
A refractive index distribution type plastic optical transmission body which does not have a refractive index distribution similar to the refractive index distribution curve of the formula (1) shown in FIG. 1A in the range of 0.70r 0 can perform accurate image transmission. It cannot be used for these purposes because it cannot satisfy the required characteristics as an optical transmission body 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 transmitter of the present invention is in the range of 1.4 ≦ n 0 ≦ 1.6, and this value exceeds 1.6 and the plastic optical transmission is large. The body is difficult to make. On the other hand, an optical transmission medium in which n 0 is less than 1.4 cannot have a large difference between the refractive index of the central axis portion and the refractive index of the outer peripheral portion thereof, and has excellent resolution and excellent image transmission characteristics. Difficult to do.

【0015】また、g値は式(3)Further, the g value is calculated by the 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 imaging distance. The optical transmission body of the present invention has 0.15 ≦ g <0.3 mm.
-1 is met. When the g value is 0.3 or more, the optical transmission body having chromatic aberration is likely to be obtained, and the optical transmission body using white light as a light source becomes unsuitable. On the other hand, when the g value is less than 0.15, the image forming distance becomes long and the handling property becomes 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。
When the graded index plastic optical transmission medium of the present invention is used as an optical transmission medium for a copying machine or the like, it is used as a single line or a multiple line bales arrangement rather than a single line. It is often used as an array, and the image obtained by this array is a partial overlapping image of the images from the respective optical transmission bodies. In order to improve the sharpness of this overlapping image, the overlapping degree of these overlapping images greatly contributes. The factor that governs this overlapping degree is the diameter of the optical transmission medium, and its radius r 0 is 0.4 m.
It is preferably m or more and 0.6 mm or less. If the thickness is thinner, the brightness is insufficient and it is difficult to efficiently manufacture an optical transmission body with a uniform refractive index distribution. Also, if the thickness exceeds the above range, the optical transmission body is It is not preferable because the overlapping degree of the images obtained when a large number of the above are arranged to form an array becomes non-uniform and it may be impossible to obtain an array capable of performing clear image transmission.

【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 showing the resolution of the plastic gradient index optical transmission medium of the present invention is a grating having a spatial frequency of 4 (line pair / mm), an array in which a plurality of gradient index optical transmission elements are arranged, and a light source. 4 are arranged as shown in FIG. 4, and the grating image is read by the CCD line sensor installed on the image plane (FIG. 5). The maximum value (imax) and the minimum value (imin) of the light quantity 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 set of a combination of a white line and a black line is defined as one line pair, and how many of these lines are provided within a width of 1 mm is expressed in a unit of line pair / 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 plastic gradient index optical transmission body of the present invention has an MTF of 40% or more. An optical transmission medium having an MTF of less than 40% has a low resolution, and when used as an optical transmission medium for a copying machine such as a facsimile, it becomes impossible to form a clear copy image. The MTF is preferably 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 plastic gradient index optical transmission body of the present invention is preferably manufactured as follows. The viscosity in the uncured state is 10 3 to 10 8 poise and the refractive index n when cured is n.
N 1 > n 2 > n 3 ... n N (N ≧ 3) N uncured substances are prepared, and a plurality of layers are laminated concentrically from the center so that the refractive index of each layer is gradually decreased. It is preferable that a body or a fibrous shaped object is formed and is subjected to a diffusing treatment so that the refractive index distribution between the respective layers becomes a continuous refractive index distribution, or by carrying out a hardening treatment after the diffusing 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。
When g value is 0.3> g ≧ 0.15, N ≧ 3
Then, n between the central layer and the outermost layer of the gradient index optical transmission medium
The difference of 1− n N can be set in an appropriate range, and the refractive index distribution within the range of 0.25r 0 to 0.70r 0 from the center thereof is approximated to the curve of the formula (1). Easy,
It can be an optical transmission body which is the object of the present invention. Therefore, N is preferably in the range of 3-5.

【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 the practice of the present invention must be curable with a viscosity of 10 3 -10 8 poise. If the viscosity is less than 10 3 poise, yarn breakage occurs during shaping, and it is difficult to form filaments. On the other hand, if the viscosity is higher than 10 8 poise, the shaping operability becomes poor, the concentricity of each layer is impaired, and a shaped article with large thickness unevenness is likely to be formed, which is not preferable.

【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 the practice of the present invention, a radically 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 radically polymerizable vinyl monomers that can be used 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 = 1.37-1.4
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, etc., as well as 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 to shape these materials into a thread and to impart a refractive index distribution from the center to the outside in the obtained thread, the uncured material is a vinyl-based monomer. And a soluble polymer. The polymer that can be used here preferably has good compatibility with the polymer formed from the radically polymerizable vinyl monomer, and examples thereof include polymethyl methacrylate (n = 1.49) and polymethyl methacrylate copolymer. (N = 1.47 to 1.50), poly-4-methylpentene-1 (n = 1.46), ethylene / vinyl acetate copolymer (n = 1.46 to 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 Examples include propene copolymer (n = 1.40 to 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 to adjust the viscosity, a plastic optical transmission medium having a continuous refractive index distribution from the center to the surface is obtained, which is preferable. . In particular, polymethylmethacrylate is excellent in transparency and has a high refractive index by itself, and therefore it is suitable as a polymer to be used for producing the gradient index optical transmission body 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。
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, usually a peroxide catalyst is used. Used. As a photopolymerization catalyst, benzophenone, benzoin alkyl ether, 4'-
Isopropyl-2-hydroxy-2-methyl-propiophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, benzylmethyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, chlorothioxanthone, thioxanthone compound, benzophenone compound, 4-dimethylaminobenzoic acid Examples thereof include ethyl, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, N-methyldiethanolamine, triethylamine and the like.

【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 filamentous material, ultraviolet rays preferably act from the surroundings in the curing part, and the filamentous material containing the thermosetting catalyst and / or the photocuring catalyst is subjected to heat treatment or light irradiation treatment.

【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 article of the present invention can be produced by using, for example, the yarn forming apparatus shown in FIG. FIG. 6 is a process diagram schematically showing the filamentous material forming apparatus, in which only the mutual diffusion portion and the curing treatment portion are vertical cross-sectional views, and symbol 61 in the drawing is a concentric compound nozzle and 62 is extruded. An uncured filamentous material, 63 is a mutual diffusion portion for mutually diffusing the monomers of each layer of the filamentous material to give a refractive index distribution, 64 is a curing processing portion for curing the uncured material, and 65 is A take-up roller, 66 is a manufactured gradient index plastic optical transmission body, 67 is a winding section, 68 is an inert gas inlet, and 69 is an inert gas outlet. The volatile substance released from the filamentous material 62 is added to the mutual diffusion section 63 and the curing processing section 64.
In order to remove it from the inside, an inert gas such as nitrogen gas is introduced from the inert gas inlet 68.

【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 gradient index optical transmission body obtained by the above method may be further provided with a coating layer having a low refractive index. To form the coating layer, trifluoroalkyl acrylate, pentafluoroalkyl acrylate, hexafluoroalkyl acrylate, fluoroalkylene diacrylate, 1,1,2,2-tetrahydroheptadecafluorodecyl acrylate, hexanediol diacrylate, neo Pentyl glycol diacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, etc. are appropriately mixed, and if necessary, the above-mentioned fluorinated acrylate or methacrylate polymer is added in order to adjust the coating property and the refractive index, and further the above photopolymerization initiator is added. It is preferable to use the one to which is added.

【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
Carbon arc lamp, high pressure mercury lamp, which emits light of 0 nm wavelength,
Examples include ultra-high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, chemical lamps, xenon lamps, and laser light.

【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。
EFFECT OF THE INVENTION The gradient index plastic optical transmission body of the present invention has a refractive index distribution in the range of 0.25r 0 to 0.70r 0 from the center of the same type of optical transmission body that has been conventionally developed. Since the distribution is extremely close to the distribution curve of the expression (1), the lens characteristics are extremely good 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。
The present invention will be described in more detail with reference to the following 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) The lens performance was measured using the evaluation apparatus shown in FIG. (Preparation of Sample) The length of the light transmission body obtained in the example was approximately ¼ of the period (λ) of the light beam determined from the swell of the He—Ne laser beam (λ / 4). The sample was cut and polished using a polishing machine so that both end faces of the sample would be parallel planes perpendicular to the long axis to obtain an evaluation sample. (Measurement method) A trial evaluation sample 78 is set on a sample table 76 arranged on the optical bench 71 in FIG.
The light from the light source 72 is adjusted by adjusting the diaphragm 74 and the condensing lens 7
3. After passing through the diaphragm 74, the glass plate 75 and the entire end surface of the sample, the positions of the sample 78 and the Polaroid camera 77 are adjusted so that they are focused on the Polaroid (trademark of Polaroid Co.) film, and a square grid is formed. Images were taken and the distortion of the lattice was observed. As the glass plate 75, a chrome coating of chrome-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 The refractive index distribution was measured by a known method using an Interphaco 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 Polymethylmethacrylate ([η] = 0.34, MEK
52 parts by weight, benzyl methacrylate 35 parts by weight, methyl methacrylate 13 parts by weight, 1
-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone (0.2 parts by weight) and hydroquinone (0.1 parts by weight) were kneaded by heating at 60 ° C., and an uncured product was used as a first layer forming stock solution, and polymethyl methacrylate ([η] = 0.34, MEK 50 parts by weight, benzyl methacrylate 15 parts by weight, methyl methacrylate 35 parts by weight, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.2 parts by weight, and hydroquinone 0.1 parts by weight were heated and kneaded at 60 ° C. The uncured product is used as the second layer forming stock solution, and polymethylmethacrylate ([η] = 0.34, measured in MEK at 25 ° C.) 50
An uncured product obtained by heating and kneading parts by weight, methyl methacrylate 50 parts by weight, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.2 part by weight, and hydroquinone 0.1 part by weight is used as a third layer forming stock solution, and these three stock solutions are prepared. A composite nozzle was used to simultaneously extrude as concentric fiber strands. The viscosity of the component of the first layer at the time of extrusion at this time is 4.
7 × 10 4 poise, viscosity of the second layer component is 3.7 × 10
The viscosity of the component of the third layer was 4 poise and 2.9 × 10 4 poise. 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 mutual diffusion part having a length of 45 cm [6 in FIG. 6].
3] to cause interdiffusion of the monomers between the layers of the strand fiber, and then the 12 fluorescent lamps (120 cm in length, 40 W) are placed at the center of the light irradiation section arranged in a circle at equal intervals. Strand speed 40 cm
/ Min to polymerize the monomer in the fiber strand to obtain a gradient index plastic light transmission material, 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 strands is (first layer) :( second layer) :( third layer) = 7:
The radius (r
0 ) 0.59 mm, the refractive index distribution measured by an interphaco interference microscope is 1.508 at the central portion and 1.498 at the peripheral portion, and the refractive index distribution constant (g) value is 0.
As shown in FIG. 8, the refractive index distribution in the range of 0.15r 0 to 0.75r 0 from the center to the outer surface at 20 mm −1 approximately agrees with the formula (1). The MTF measured by polishing both end faces of the lens with a lens length of 18.4 mm and a grating of 4 lp / mm is 60%, and when the conjugate length at that time is 42.4 mm, the image of the grating obtained is clear 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 transmission medium array having a lens length of 18.4 mm having a structure as shown at 41 in FIG. 4 is prepared by using a plurality of this optical transmission medium, and the M is formed by using a grating of 4 lP / mm.
As a result of measuring TF, it was 52%. The conjugation length of the rod-shaped lens forming this optical transmission element array was 42.4 mm. Using this light transmitting element array as an LED light source, C
When an image scanner using a CD as a light receiving element was assembled, its 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 and polymethylmethacrylate ([η] = 0.34, as a stock solution for forming the fourth layer)
47 parts by weight, 40 parts by weight of methyl methacrylate 2,2,3,3,4,4,5,5-
Octafluoropentyl methacrylate 13 parts by weight, 1
-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone (0.2 parts by weight) and hydroquinone (0.1 parts by weight) are kneaded by heating at 60 ° C, and an uncured substance is used. Using a concentric four-layer composite spinning nozzle, the above four stock solutions are concentrically formed. Was simultaneously extruded as a fiber strand placed in the. The viscosities of the first to third layers at the time of 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,
The temperature of the composite nozzle at this time was 60 ° C. Then, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a gradient index 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。
When forming fiber strands (first layer):
The discharge ratio of (second layer) :( third layer) :( fourth layer) is 7:
The optical transmission body obtained as 4: 1: 0.5 has a radius (r 0 ).
Is 0.60 mm, and the refractive index profile measured by an interferco 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 , 0.15r 0 to 0.
The refractive index distribution approximately agrees with the formula (1) in the range of 80r 0 , and both end faces of this optical transmission medium are polished to have a lens length of 18.4 mm and MTF measured using a 4 lP / mm grating. Was 65%. Conjugate length at that time is 42.4m
It was m. A plurality of this optical transmission medium was combined to form an optical transmission medium array having a lens length of 18.4 mm in the same manner as in Example 1, and the MTF was measured using a grating of 4 lP / mm. As a result, the conjugate length was 58%. Was 42.4 mm. An image scanner using an LED as a light source and a CCD as a light receiving element was assembled using this optical transmission element array. 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 types of stock solutions used in Example 2 were used as stock solutions for forming the first to fourth layers, and polymethylmethacrylate ([η]
= 0.34, measured at 25 ° C. in MEK) 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 part by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 0.1 part 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 to 4th layers when extruded
The viscosity of the undiluted solution up to the layer is almost the same as in Example 2,
The viscosity of the layer forming component was 2.2.times.10@4 poise.
The temperature of the composite spinning nozzle at this time 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。
Then, the same operation as in Example 1 was carried out to carry out the light transmission.
I got a sender. When forming fiber strands (first layer):
(Second layer): (Third layer): (Fourth layer): (Fifth layer)
It was obtained with an output ratio of 7: 4: 1.1: 0.6: 0.4.
The optical transmitter has a radius (r0 ) 0.60 mm, interfero
The refractive index distribution measured by an interference microscope is 1.
507, the peripheral portion is 1.494, and the refractive index distribution constant is
(G) value is 0.22mm -1And from its center to the outside
Towards 0.15r0 ~ 0.85r0 Refractive index distribution in the range
Was approximately coincident with the equation (1). This optical transmitter
Both ends of the lens are polished to a lens length of 17.8 mm, 4 lP
The MTF measured using a / mm grid was 72%.
It was The conjugate length at that time was 32.6 mm. This light
A combination of a plurality of feeders and a lens length of 1 as in the first embodiment
Create a 7.8 mm optical transmitter array and obtain 4 lP / mm
As a result of measuring MTF using a lattice, the conjugate length is 32.6 m.
It was 65% in m. LE using this optical transmitter array
Image scan with D as light source and CCD as light receiving element
I assembled the na. This image scanner has high resolution
It was possible to transmit clear images.

【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 Polymethylmethacrylate ([η] = 0.34, MEK
51 parts by weight, benzyl methacrylate 20 parts by weight, methyl methacrylate 29 parts by weight, 1
The uncured material obtained by kneading 0.2 parts by weight of hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 parts by weight of hydroquinone at 60 ° C. was used as the first layer forming stock solution, and the third layer forming stock solution used in Example 1 was used. Used as the second layer forming stock solution, the fourth layer forming stock solution used in Example 2 was used as the third layer forming stock solution, and the same operation as in Example 1 was performed by using these three kinds of stock solutions. A type optical transmitter was obtained. At this time, the viscosity of the component of the first layer was 4.5 × 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,
The (r 0 ) of the obtained optical transmission medium was 0.46 mm, the refractive index distribution measured by an interferco interference microscope was 1.500 in the central portion and 1.490 in the peripheral portion, and the refractive index distribution constant (g ) Value is 0.25 mm -1 , and the refractive index distribution approximately agrees with the formula (1) in the range of 0.15r 0 to 0.81r 0 from the center to the outer surface. Both ends of the light transmission body are polished to make the lens length 15.6 mm, and 4
MTF measured using a 1 P / mm grating has a conjugate length of 2
It was 62% at 9.0 mm. A plurality of the optical transmission bodies were combined to form an optical transmission body array having a lens length of 15.6 mm in the same manner as in Example 1, and the MTF was measured using a grating of 4 lP / mm. As a result, the conjugate length was 29.0 mm and 55. It became%. Using this light transmitter array as an LED light source,
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] (n 0 = 1.456, [η] = 1.0) consisting of 50 parts by weight of methyl methacrylate and 50 parts by weight of 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate.
0) 50 parts by weight, 50 parts by weight of methyl methacrylate, 1
An uncured product obtained by kneading 0.2 parts by weight of hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 0.1 parts by weight of hydroquinone at 60 ° C. was used as a first layer forming stock solution. Further, 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. 6 parts
The uncured material kneaded by heating at 0 ° C. is used as the second layer forming stock solution,
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, and 0.1 part by weight of hydroquinone. The uncured product obtained by heating and kneading at 60 ° C. was used as a third layer forming stock solution. When these three stock solutions were extruded, the viscosity of the first layer forming component was 4.0 × 10 4 poise, the viscosity of the second layer forming component was 3.3 × 10 4 poise, and the viscosity of the third layer forming component was The composition was 3.1.times.10@4 poise, and composite spinning was carried out in the same manner as in Example 1, followed by curing treatment to obtain a gradient index optical transmission member.

【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 at the time of forming the fiber strand was (first layer) :( second layer) :( third layer) = 7: 4: 1. The radius (r 0 ) of the obtained optical transmission medium is 0.50 mm
The refractive index distribution measured by the interphaco interference microscope is 1.472 in the central portion and 1.459 in the peripheral portion, and the refractive index distribution constant (g) value is 0.27 mm −1 , the outer surface from the center. In the range of 0.15r 0 to 0.78r 0 , the refractive index distribution approximately agrees with the formula (1), and both end faces of this optical transmission medium are polished to obtain a lens length of 14.0.
mm and MTF measured using a 4 lP / mm grating
Was 64% with a conjugation length of 29.0 mm. A plurality of this optical transmitters are combined and the lens length is 14.
As a result of making an optical transmission medium array of 0 mm and measuring the MTF using a grating of 4 lP / mm, the conjugate length was 29.0 mm.
Was 57%. LED using this optical transmitter array
An image scanner having a CCD 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.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 gradient index plastic optical transmission body produced 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 showing 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 in which a light amount level is 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 to manufacture the gradient 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 view 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 refractive index distribution measurement diagram of an example of a gradient index plastic optical transmission body of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開2000−155224(JP,A) 特開 昭57−120901(JP,A) 特開 昭62−209402(JP,A) 特開 昭62−25705(JP,A) 特開 昭51−45538(JP,A) 特開 平1−68702(JP,A) 特開 平1−172804(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 - 6/02 G02B 6/10 G02B 6/16 - 6/22 G02B 6/44 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiro Uozu 20-1 Miyuki-cho, Otake-shi, Hiroshima Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Masaaki Oda 20-1 Miyuki-cho, Otake-shi, Hiroshima Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Teruta Ishimaru 20-1 Miyuki-cho, Otake City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Central Research Laboratory (56) References JP2000-155224 (JP, A) ) JP-A-57-120901 (JP, A) JP-A-62-209402 (JP, A) JP-A-62-25705 (JP, A) JP-A-51-45538 (JP, A) JP-A-1- 68702 (JP, A) JP-A-1-172804 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/00-6/02 G02B 6/10 G02B 6/16- 6/22 G02B 6/44

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [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 formed of a mixture of the same polymer and another polymer, which are concentrically provided, wherein the same layer in each layer of the plurality of layers. The polymer content is substantially the same, and at least 2 constituting the plurality of layers.
The contents of the same polymer in the layers are different, and the copolymerization composition of the other polymer in each layer of the plurality of layers changes from the center of the optical transmission member toward the outer periphery, thereby It has a circular cross section r 0, and the refractive index distribution in the range of at least 0.25r 0 to 0.70r 0 from the central axis toward the outer peripheral surface is given by the formula (1) , Which has a refractive index distribution approximately similar to the refractive index distribution curve defined by, and a lattice image of 4 line pairs / mm is C through the optical transmission medium.
An image is formed on the CD line sensor, the maximum value imax and the minimum value imin of the measured light amount are measured, and the modulation transfer function (MTF) calculated by the following equation (2) has a characteristic of 40% or more. A graded index plastic optical transmitter characterized by being characterized in that: [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 gradient index plastic optical transmission medium 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 gradient index plastic optical transmission medium 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 transmission medium array comprising a plurality of the gradient index plastic optical transmission mediums according to claim 1 arranged in a line or in a plurality of lines.
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