(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコアと、該複数のコアに共通のクラッドとを有する、イメージガイドファイバであって、
前記コア及び前記クラッドは、それぞれ多成分ガラスから構成され、
前記イメージガイドファイバの開口数ＮＡが、０．７０〜０．９０の範囲にあり、
前記コアのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1から前記クラッドのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を差し引いた値である線熱膨張係数差Δαが、−３×１０-7／℃〜１５×１０-7／℃の範囲にあり、
前記コアのガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が、前記クラッドのガラスのガラス転移温度Ｔｇ2より高く、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記クラッドの外周縁により区画された画面部の面積に対する前記複数のコアの合計面積の比率であるコア占有面積比率が、２５〜５０％であり、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記画面部の単位面積当たりの画素数である画素密度が、０．１〜０．５画素／μｍ2であり、
前記コアのガラスは、
屈折率ｎｄ1が１．６９０〜１．７４５の範囲にあり、
ガラス転移温度Ｔｇ1が６０５℃以上であり、
１００〜３００℃の線熱膨張係数α1が８６×１０-7／℃以上である、イメージガイドファイバ。
【請求項２】
複数のコアと、該複数のコアに共通のクラッドとを有する、イメージガイドファイバであって、
前記コア及び前記クラッドは、それぞれ多成分ガラスから構成され、
前記イメージガイドファイバの開口数ＮＡが、０．７０〜０．９０の範囲にあり、
前記コアのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1から前記クラッドのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を差し引いた値である線熱膨張係数差Δαが、−３×１０-7／℃〜１５×１０-7／℃の範囲にあり、
前記コアのガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が、前記クラッドのガラスのガラス転移温度Ｔｇ2より高く、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記クラッドの外周縁により区画された画面部の面積に対する前記複数のコアの合計面積の比率であるコア占有面積比率が、２５〜５０％であり、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記画面部の単位面積当たりの画素数である画素密度が、０．１〜０．５画素／μｍ2であり、
前記コアのガラスは、
ｍｏｌ％表記で、
ＳｉＯ2：３６〜４８％、
Ｂ2Ｏ3：７〜１９％、
Ａｌ2Ｏ3：０〜３．５％、
ＺｎＯ：０〜４％、
ＣａＯ：０〜４．５％、
ＳｒＯ：０〜４．５％、
ＢａＯ：２０〜３３％、
Ｌａ2Ｏ3：４〜８％、
Ｔａ2Ｏ5：０．５〜３．５％、
ＺｒＯ2：０．５〜７％、
Ｌｉ2Ｏ：０〜８％、
Ｎａ2Ｏ：０〜５％、
Ｋ2Ｏ：０〜５％、
を含有する組成を有し、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の割合が０〜８％である、イメージガイドファイバ。
【請求項３】
複数のコアと、該複数のコアに共通のクラッドとを有する、イメージガイドファイバであって、
前記コア及び前記クラッドは、それぞれ多成分ガラスから構成され、
前記イメージガイドファイバの開口数ＮＡが、０．７０〜０．９０の範囲にあり、
前記コアのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1から前記クラッドのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を差し引いた値である線熱膨張係数差Δαが、−３×１０-7／℃〜１５×１０-7／℃の範囲にあり、
前記コアのガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が、前記クラッドのガラスのガラス転移温度Ｔｇ2より高く、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記クラッドの外周縁により区画された画面部の面積に対する前記複数のコアの合計面積の比率であるコア占有面積比率が、２５〜５０％であり、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記画面部の単位面積当たりの画素数である画素密度が、０．１〜０．５画素／μｍ2であり、
前記クラッドのガラスは、
屈折率ｎｄ2が１．４９０〜１．５３０の範囲にあり、
ガラス転移温度Ｔｇ2が５７０℃以下であり、
１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が９５×１０-7／℃以下である、イメージガイドファイバ。
【請求項４】
複数のコアと、該複数のコアに共通のクラッドとを有する、イメージガイドファイバであって、
前記コア及び前記クラッドは、それぞれ多成分ガラスから構成され、
前記イメージガイドファイバの開口数ＮＡが、０．７０〜０．９０の範囲にあり、
前記コアのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1から前記クラッドのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を差し引いた値である線熱膨張係数差Δαが、−３×１０-7／℃〜１５×１０-7／℃の範囲にあり、
前記コアのガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が、前記クラッドのガラスのガラス転移温度Ｔｇ2より高く、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記クラッドの外周縁により区画された画面部の面積に対する前記複数のコアの合計面積の比率であるコア占有面積比率が、２５〜５０％であり、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記画面部の単位面積当たりの画素数である画素密度が、０．１〜０．５画素／μｍ2であり、
前記クラッドのガラスは、
ｍｏｌ％表記で、
ＳｉＯ2：４６〜６７％、
Ｂ2Ｏ3：７〜２０％、
Ａｌ2Ｏ3：１〜１５％、
ＭｇＯ：０〜１２％、
ＣａＯ：０〜１０％、
ＺｎＯ：０〜１１％、
Ｌｉ2Ｏ：０〜６％、
Ｎａ2Ｏ：２〜２０％、
Ｋ2Ｏ：０〜９％、
を含有する組成を有し、
ＭｇＯ、ＣａＯ及びＺｎＯの合計の割合が３〜１４％であり、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の割合が６〜２４％である、イメージガイドファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば医療用又は工業用の内視鏡等において画像伝送のために好適に用いられる、イメージガイドファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、複数のコアと、該複数のコアに共通のクラッドとを有する、イメージガイドファイバでは、画素密度が高いほど解像度が高くなり、また、コア占有面積比率が高いほど明るさが高くなる。画素密度を高めるべく、コア径を小さくすると、コア占有面積比率が低くなる。よって、画質向上のために画素密度とコア占有面積比率との両方を高めるためには、コア間でのクラッドの厚み（コア間の距離）を薄くするのが効果的であるが、コア間でのクラッドの厚みが薄すぎると、伝送光のクロストークが生じ易くなり、十分に画質を高めることができないおそれがある。クロストークを十分抑制するのに必要最小限のコア間でのクラッドの厚みは、イメージガイドファイバの開口数ＮＡに依存する。開口数ＮＡが高いほど、クロストークを十分抑制するのに必要最小限のコア間でのクラッドの厚みを薄くできる。
従来、開口数ＮＡを高めるために、イメージガイドファイバを多成分ガラスで構成することが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2005-222087号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、イメージガイドファイバを多成分ガラスで構成して開口数ＮＡを高める場合、コアのガラス（以下、「コアガラス」ともいう。）とクラッドのガラス（以下、「クラッドガラス」ともいう。）とに、大きな屈折率差を持たせる必要があるため、コアガラス及びクラッドガラスの組成を大きく異ならせる必要がある。コアガラス及びクラッドガラスの組成が大きく異なる場合、コアガラス及びクラッドガラスの様々な物性が大きく異なり得るため、イメージガイドファイバの製造上の問題が生じるおそれがある。
【０００５】
したがって、この点に着目してなされた本発明の目的は、製造上の問題を回避しつつ、画質を向上できる、イメージガイドファイバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１〜第４のイメージガイドファイバは、
複数のコアと、該複数のコアに共通のクラッドとを有する、イメージガイドファイバであって、
前記コア及び前記クラッドは、それぞれ多成分ガラスから構成され、
前記イメージガイドファイバの開口数ＮＡが、０．７０〜０．９０の範囲にあり、
前記コアのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1から前記クラッドのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を差し引いた値である線熱膨張係数差Δαが、−３×１０-7／℃〜１５×１０-7／℃の範囲にあり、
前記コアのガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が、前記クラッドのガラスのガラス転移温度Ｔｇ2より高く、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記クラッドの外周縁により区画された画面部の面積に対する前記複数のコアの合計面積の比率であるコア占有面積比率が、２５〜５０％であり、
前記イメージガイドファイバの断面において、前記画面部の単位面積当たりの画素数である画素密度が、０．１〜０．５画素／μｍ2である。
本発明の第１〜第４のイメージガイドファイバによれば、製造上の問題を回避しつつ、画質を向上できる。
【０００７】
本発明の第１のイメージガイドファイバにおいて、さらに、
前記コアのガラスは、
屈折率ｎｄ1が１．６９０〜１．７４５の範囲にあり、
ガラス転移温度Ｔｇ1が６０５℃以上であり、
１００〜３００℃の線熱膨張係数α1が８６×１０-7／℃以上である。
これにより、より確実に、製造上の問題を回避しつつ、画質を向上できる。
【０００８】
本発明の第２のイメージガイドファイバにおいて、さらに、
前記コアのガラスは、
ｍｏｌ％表記で、
ＳｉＯ2：３６〜４８％、
Ｂ2Ｏ3：７〜１９％、
Ａｌ2Ｏ3：０〜３．５％、
ＺｎＯ：０〜４％、
ＣａＯ：０〜４．５％、
ＳｒＯ：０〜４．５％、
ＢａＯ：２０〜３３％、
Ｌａ2Ｏ3：４〜８％、
Ｔａ2Ｏ5：０．５〜３．５％、
ＺｒＯ2：０．５〜７％、
Ｌｉ2Ｏ：０〜８％、
Ｎａ2Ｏ：０〜５％、
Ｋ2Ｏ：０〜５％、
を含有する組成を有し、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の割合が０〜８％である。
これにより、より確実に、製造上の問題を回避しつつ、画質を向上できる。
【０００９】
本発明の第３のイメージガイドファイバにおいて、さらに、
前記クラッドのガラスは、
屈折率ｎｄ2が１．４９０〜１．５３０の範囲にあり、
ガラス転移温度Ｔｇ2が５７０℃以下であり、
１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が９５×１０-7／℃以下である。
これにより、より確実に、製造上の問題を回避しつつ、画質を向上できる。
【００１０】
本発明の第４のイメージガイドファイバにおいて、さらに、
前記クラッドのガラスは、
ｍｏｌ％表記で、
ＳｉＯ2：４６〜６７％、
Ｂ2Ｏ3：７〜２０％、
Ａｌ2Ｏ3：１〜１５％、
ＭｇＯ：０〜１２％、
ＣａＯ：０〜１０％、
ＺｎＯ：０〜１１％、
Ｌｉ2Ｏ：０〜６％、
Ｎａ2Ｏ：２〜２０％、
Ｋ2Ｏ：０〜９％、
を含有する組成を有し、
ＭｇＯ、ＣａＯ及びＺｎＯの合計の割合が３〜１４％であり、
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の割合が６〜２４％である。
これにより、より確実に、製造上の問題を回避しつつ、画質を向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製造上の問題を回避しつつ、画質を向上できる、イメージガイドファイバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のイメージガイドファイバを搭載し得る、医療用内視鏡のスコープの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るイメージガイドファイバの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るイメージガイドファイバの製造方法の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して例示説明する。
【００１４】
〔イメージガイドファイバを用いた内視鏡〕
本発明のイメージガイドファイバ（以下、単に「ファイバ」ともいう。）は、例えば医療用又は工業用の内視鏡等において画像伝送のために用いられるものである。
図１は、医療用内視鏡のスコープ１０の一例を示している。スコープ１０は、操作部１１と柔軟性のある挿入部１２とを備えている。挿入部１２は、その先端側（操作部１１とは反対側）に、先端部１３を有している。また、挿入部１２は、その先端部１３側に、対物レンズ３を有している。操作部１１は、接眼レンズ４を有している。図１の例では、本発明の一実施形態に係るイメージガイドファイバ１が、対物レンズ３と接眼レンズ４との間で、挿入部１２と操作部１１とにわたって延在している。また、ライトガイドファイバ２も、挿入部１２と操作部１１とにわたって延在している。図１の例では、スコープ１０がモニタ３０と接続されている。そして、観察対象物２０の像が、対物レンズ３を介してイメージガイドファイバ１の入射端面１ａにて結像され、この結像された像が、イメージガイドファイバ１によって伝送され、その射出端面１ｂから射出されて、接眼レンズ４を介して、モニタ３０へ出力される。
ただし、本実施形態のイメージガイドファイバ１は、図１の例のように医療用内視鏡に用いられる場合に限られず、例えば工業用内視鏡等において画像伝送のために用いられてもよい。また、本実施形態のイメージガイドファイバは、画像伝送のための使用に限らず、パワーデリバリー（光伝送）用として医療用・工業用装置に用いられても良い。その場合、たとえば、標的となる組織に光増感剤を導入した上で、ある波長の光を生体組織に照射して活性酸素を発生させ、これによって癌や感染症などの病巣を治療する光線力学療法におけるレーザ光等の伝送や、照明に用いるランプ・ＬＥＤ・レーザ光の伝送などに用いることができる。
【００１５】
〔イメージガイドファイバの構成〕
次に、図２を参照して、本実施形態のイメージガイドファイバ１の構成を説明する。図２は、本実施形態のファイバ１の断面の一例を示している。なお、ファイバ１の両側の端面も、断面と同様の構成を有する。
ファイバ１は、複数のコア５１と、該複数のコア５１に共通のクラッド５２とを有している。クラッド５２は、各コア５１の外周面を覆っている。コア５１及びクラッド５２は、後述するように、それぞれ多成分ガラスから構成されている。図２の例において、コア５１は、円形断面を有しており、クラッド５２は、その外周縁５２ａが円形断面を有している。さらに、図２の例において、ファイバ１は、クラッド５２の外周面を覆うガラス製のジャケット層７０と、ジャケット層７０を覆う樹脂製（例えばポリイミド製）のコート層８０とを、有している。
なお、図２では、一部のコア５１が省略されているが、コア５１は、共通のクラッド５２内全域に配置されている。
ただし、本実施形態のファイバ１の構成は、図２の例のものに限られず、ファイバ１が  複数のコア５１と共通のクラッド５２とを有している限り、任意のものが可能である。
【００１６】
ここで、図３を参照して、本実施形態のファイバ１の製造方法の一例を説明する。
まず、コアガラス及びクラッドガラスをそれぞれ製造する。
その後、二重坩堝法により１次紡糸し、コアガラスとそれを覆うクラッドガラスとが同心円状にされた単芯ファイバを得る。二重坩堝法は、コア用坩堝とクラッド用坩堝とが同心円状に配設された二重坩堝を用いて、各坩堝内のコアガラスとクラッドガラスを加熱して、二重坩堝のノズルから単芯ファイバを連続的に線引き（紡糸）するものである。
その後、単芯ファイバをクリーンルーム内で所定の長さに裁断し、裁断された単芯ファイバのうち不良のものを除外する。そして、図３（ａ）に示すように、裁断された単芯ファイバ１２０のうち残りのものを、１０，０００〜５０，０００本程度、円筒状のガラス管１７０内に六方細密に束ねて（積層して）、単芯ファイババンドル１１０を得る。この単芯ファイバ１２０の積層本数が、イメージガイドファイバ１の画素数になる。ガラス管１７０は、イメージガイドファイバ１のジャケット層７０を構成するガラスからなり、このときの外径が例えば３〜５ｃｍであり、全長が例えば１６ｃｍである。図３において、符号１５１、１５２は、それぞれ単芯ファイバ１２０のコアガラス、クラッドガラスを示している。なお、図３では、一部の単芯ファイバ１２０が省略されているが、単芯ファイバ１２０は、ガラス管１７０内全域に配置されている。
その後、図３（ｂ）に示すように、単芯ファイババンドル１１０を加熱して熱融着する。このとき、各単芯ファイバ１２０の外周縁の断面形状が円形から六角形へと変化し、各単芯ファイバ１２０間の隙間が埋まって、ガラス管１７０と各単芯ファイバ１２０とが互いに一体化する。一体化した後、ガラスが破損しないように所定の温度及び勾配で徐冷して、ガラス棒状のプリフォームを得る。
その後、プリフォームの外周側を研削、研磨して、プリフォームを円柱状に成形する。
その後、プリフォームに熱を掛けて細く引き伸ばし（２次紡糸）、ファイバ１のコート層８０を構成する樹脂により被覆を施す。
これにより、イメージガイドファイバ１が得られる。
製造されたイメージガイドファイバ１の外径（コート層８０の外径）は、例えば３００〜８００μｍである。
ただし、本実施形態のファイバ１は、上述した製造方法以外の任意の方法によって製造されてもよい。
【００１７】
図２に戻り、本実施形態のファイバ１の構成について、さらに説明する。それぞれ多成分ガラスから構成されたコア５１及びクラッド５２を有する本実施形態のファイバ１は、次の条件（１）〜（５）を満たすものである：
（１）ファイバ１の開口数ＮＡが、０．７０〜０．９０の範囲にある。
（２）コア５１のガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1からクラッド５２のガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を差し引いた値である線熱膨張係数差Δα（
＝α1−α2）が、−３×１０-7／℃〜１５×１０-7／℃の範囲にある。
（３）コア５１のガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が、クラッド５２のガラスのガラス転移温度Ｔｇ2より高い。
（４）ファイバ１の断面において、クラッド５２の外周縁５２ａにより区画された画面部６０の面積に対する各コア５１の合計面積の比率であるコア占有面積比率が、２５％以上である。
（５）ファイバ１の断面において、画面部６０の単位面積当たりの画素数である画素密度が、０．１画素／μｍ2以上である。
【００１８】
条件（１）に関し、ファイバ１の開口数ＮＡは、コアガラスの屈折率をｎｄ1とし、クラッドガラスの屈折率をｎｄ2とすると、
【数１】
0006006894.tif 000002
の式により求められる。コアガラスの屈折率ｎｄ1、クラッドガラスの屈折率ｎｄ2は、日本光学硝子工業会規格における「光学ガラスの屈折率測定方法」を用いて測定して得られる値である。
条件（１）のように開口数ＮＡを高くすることにより、伝送光のクロストークを十分抑制しつつ、コア５１間でのクラッド５２の厚みを小さくできるので、条件（４）、（５）のようにコア占有面積比率及び画素密度を高めることができ、ひいては、画質を向上できる。
開口数ＮＡが０．７０未満である場合は、クロストークを抑制するために、コア５１間でのクラッド５２の厚みを大きくする必要があり、コア占有面積比率及び画素密度を十分に高めることができない。開口数ＮＡが０．９０を超える場合は、コアガラスの屈折率ｎｄ1を非常に高くする必要があり、ファイバ１の短波長透過率を下げる要因となりうる。
同様の観点から、ファイバ１の開口数ＮＡの好ましい範囲は０．７１７〜０．８６０の範囲であり、さらに好ましい範囲は０．７１７〜０．７８０である。
【００１９】
条件（２）に関し、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1、クラッドガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2は、日本光学硝子工業会規格における「光学ガラスの熱膨張の測定方法」（石英ガラス製標準試料支持具を持つ示差熱膨張計（ＴＭＡ）使用）に準拠して測定して得られる値である。
条件（２）のように線熱膨張係数差Δαを設定することにより、ファイバ１の製造時に
おいて、ファイバに生じる歪を低減し、ひいては、ファイバの破損を抑制できる。
線熱膨張係数差Δαが１５×１０-7／℃を超える場合、ファイバ１の製造時において、
単芯ファイババンドル１１０の熱融着によりガラス管１７０と各単芯ファイバ１２０とを一体化したあとの冷却過程で、歪が大きく残り、ファイバの破損を招くおそれがある。線熱膨張係数差Δαが−３×１０-7／℃未満である場合、この冷却過程で歪を除去する事が
出来ないおそれがある。
同様の観点から、線熱膨張係数差Δαの好ましい範囲は−３×１０-7／℃〜９×１０-7
／℃であり、さらに好ましい範囲は−３×１０-7／℃〜５×１０-7／℃である。
【００２０】
条件（３）に関し、コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1、クラッドガラスのガラス転移温度Ｔｇ2は、日本光学硝子工業会規格における「光学ガラスの熱膨張の測定方法」（石英ガラス製標準試料支持具を持つ示差熱膨張計（ＴＭＡ）使用）に準拠して測定して得られる値である。
条件（３）のようなコアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1とクラッドガラスのガラス転移温度Ｔｇ2との関係を満たすことにより、ファイバ１の製造時において、単芯ファイババンドル１１０の熱融着によりガラス管１７０と各単芯ファイバ１２０とを一体化する際に、クラッドガラス１５２のみを変形可能とすることができるので、コアガラス１５１の断面円形形状を確実に維持し、ひいては、画質の低下を防ぐことができる。
コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1がクラッドガラスのガラス転移温度Ｔｇ2以下である場合、ファイバ１の製造時において、単芯ファイババンドル１１０の熱融着によりガラス管１７０と各単芯ファイバ１２０とを一体化する際に、コアガラス１５１がクラッドガラス１５２よりも先に変形可能となり、クラッドガラス１５２が変形する際にコアガラス１５１がその断面円形形状を保持出来なくなるおそれがあり、ひいては、画質の低下のおそれがある。
コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1からクラッドガラスのガラス転移温度Ｔｇ2を差し引いた値（Ｔｇ1−Ｔｇ2）は、１２０〜１７０℃であると好ましく、１２０〜１５０℃であるとさらに好ましい。
【００２１】
条件（４）に関し、「ファイバ１の断面において、クラッド５２の外周縁５２ａにより区画された画面部６０の面積」は、ファイバ１の断面における、クラッド５２の面積と各コア５１の合計面積との和に等しい。
条件（４）のようにコア占有面積比率を高くすることにより、画像の明るさを高めることができ、ひいては、画質を向上できる。
ファイバ１のコア占有面積比率が２５％未満である場合、光の透過率が低くなり、得られる画像が暗くなる。
一方、ファイバ１のコア占有面積比率が高すぎると、画素密度を十分に高くできないので、ファイバ１のコア占有面積比率の好ましい範囲は２５〜５０％であり、より好ましい範囲は３０〜５０％である。
【００２２】
条件（５）に関し、ファイバ１の画素数は、ファイバ１のコア５１の数と同じである。そして、画素密度は、ファイバ１の画素数を、ファイバ１の断面における画面部６０の面積で割って得られる値である。
条件（５）のように画素密度を高くすることにより、画像の解像度を高めることができ、ひいては、画質を向上できる。
ファイバ１の画素密度が０．１画素／μｍ2未満である場合、十分な解像度を得る事ができない。
一方、ファイバ１の画素密度を過度に高めようとすると、コア５１間でのクラッド５２の厚みが過度に薄くなるおそれや、コア占有面積比率が過度に小さくなるおそれがあるため、画質を損ねるおそれがあるので、ファイバ１の画素密度は、好ましくは０．１〜０．５画素／μｍ2の範囲であり、さらに好ましくは０．２〜０．４画素／μｍ2の範囲である。
【００２３】
本実施形態のファイバ１によれば、条件（１）、（４）、（５）のように開口数ＮＡ、コア占有面積比率及び画素密度を高くすることにより、クロストークを十分抑制しつつ、画像の明るさ及び解像度を高くすることができるので、画質を向上できる。さらに、本実施形態のファイバ１では、条件（１）のように開口数ＮＡを高くするためには、多成分ガラスから構成されるコア５１及びクラッド５２のガラスの屈折率ひいては組成を、大きく異ならせる必要があるが、それにより生じ得るファイバの製造上の問題を、条件（２）、（３）により回避できる。
【００２４】
以下では、ファイバ１が条件（１）〜（５）を満たすために好適な、コアガラス及びクラッドガラスの物性及び組成について、順番に説明する。
【００２５】
〔コアガラスの物性〕
コアガラスの屈折率ｎｄ1を高めることにより、ファイバ１の開口数ＮＡを高めることができる。この観点から、コアガラスの屈折率ｎｄ1は１．６９０以上であることが好ましい。
一方、コアガラスの屈折率ｎｄ1が高くなり過ぎると、コアガラスの短波長での透過率が低下する。ファイバ１の色再現性を保つ観点からは、コアガラスの屈折率ｎｄ1は１．７４５以下であるのがよい。
同様の観点から、コアガラスの屈折率ｎｄ1は、１．６９５〜１．７１５であるのがより好ましく、１．６９８〜１．７１０であるのがさらに好ましい。
【００２６】
コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が低過ぎると、ファイバ１の製造時において、単芯ファイババンドル１１０の熱融着によりガラス管１７０と各単芯ファイバ１２０とを一体化する際に、コアガラス１５１が変形し易くなって、コアの断面円形形状を保てなくなるおそれがある。この観点から、コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1は６０５℃以上である事が好ましい。
一方、コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が高過ぎると、ファイバ１の製造時において、紡糸工程におけるファイバ化のための紡糸温度が高くなり、コアガラスの結晶化を誘発するなど、イメージガイドファイバ１の質を劣化させるおそれがある。従って、コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1は６９０℃以下が好ましい。
同様の観点から、コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1は、６３０〜７１０℃であるのがより好ましく、６４０〜６８０℃であるのがさらに好ましい。
【００２７】
条件（２）について上述したように、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1は、クラッドガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2との関係で限定される。コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1は、８６×１０-7／℃以上であるのがよい。
一方、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1が高くなり過ぎると、ファイバ１の製造時において、一体化したプリフォームに歪が残り易く、プリフォームが破損する可能性が高くなる。従って、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1は１０５×１０-7／℃以下であるのが好ましい。
同様の観点から、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1は、８６×１０-7／℃〜１００×１０-7／℃であるのがより好ましく、８６×１０-7／℃〜９５×１０-7／℃であるのがさらに好ましい。
【００２８】
〔コアガラスの組成〕
コアガラスは、ｍｏｌ％表記で、ＳｉＯ2：３６〜４８％、Ｂ2Ｏ3：７〜１９％、Ａｌ2Ｏ3：０〜３．５％、ＺｎＯ：０〜４％、ＣａＯ：０〜４．５％、ＳｒＯ：０〜４．５％、ＢａＯ：２０〜３３％、Ｌａ2Ｏ3：４〜８％、Ｔａ2Ｏ5：０．５〜３．５％、ＺｒＯ2：０．５〜７％、Ｌｉ2Ｏ：０〜８％、Ｎａ2Ｏ：０〜５％、Ｋ2Ｏ：０〜５％の組成を有し、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の割合が０〜８％であると、好適である。
以下では、コアガラスの成分組成の好ましい範囲を上記のように限定した理由について説明する。なお、ガラスの成分組成における含有量の単位はいずれも「ｍｏｌ％」であるが、以下、特に断らない限り単に「％」で示す。
なお、本明細書において、成分の含有量の数値範囲に０を含む場合、その成分が任意成分であることを意味している。
【００２９】
〈ＳｉＯ2〉
ＳｉＯ2は、ガラス形成を可能とし、ガラス転移温度Ｔｇ1を高める効果のある成分である。ＳｉＯ2の含有量が３６％より少ないと、ガラス転移温度Ｔｇ1を６０５℃以上とするのが困難となる。一方、ＳｉＯ2含有量が４８％より多いと、ガラス転移温度Ｔｇ1が６９０℃以下のコアガラスを得ることが困難になる。従って、ＳｉＯ2含有量は３６〜４８％の範囲がよい。ＳｉＯ2含有量は、より好ましくは３６〜４５％の範囲で、さらに好ましくは３６〜４０％の範囲である。
【００３０】
〈Ｂ2Ｏ3〉
Ｂ2Ｏ3は、ガラス形成を可能とし、ガラス転移温度Ｔｇ1を低く抑える効果のある成分である。Ｂ2Ｏ3含有量が７％より少ないと、ガラス転移温度Ｔｇ1が６９０℃以下のコアガラスを得るのが困難となる。一方、Ｂ2Ｏ3含有量が１９％より多いと、ガラス転移温度Ｔｇ1が６０５℃以上のコアガラスを得るのが困難となる。従って、Ｂ2Ｏ3含有量は７〜１９％の範囲がよい。Ｂ2Ｏ3含有量は、より好ましくは１２〜１９％の範囲で、さらに好ましくは１５〜１９％の範囲である。
【００３１】
〈Ａｌ2Ｏ3〉
Ａｌ2Ｏ3は、屈折率ｎｄ1の上昇を抑制し、コアガラスの耐久性を向上させる効果のある成分である。Ａｌ2Ｏ3含有量が高いと、コアガラスの耐久性は向上するが、屈折率ｎｄ1が低くなる。従って、Ａｌ2Ｏ3含有量は０〜３．５％の範囲がよい。Ａｌ2Ｏ3含有量は、より好ましくは０〜２．０％の範囲で、さらに好ましくは０〜１．５％の範囲である。
【００３２】
〈ＺｎＯ〉
ＺｎＯは、１００〜３００℃の線熱膨張係数α1の上昇を抑制する効果のある成分である。ＺｎＯ含有量が４％以下であれば、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1を８６×１０-7／℃以上に保つことができる。また、ＺｎＯは高純度原料の入手性が高くないことから、ＺｎＯ含有量が増えるに伴い、混入不純物含有量が増える事で、コアガラスの透過率が悪化する。従って、ＺｎＯ含有量は０〜４％の範囲がよい。ＺｎＯ含有量は、より好ましくは０〜２％の範囲で、さらに好ましくは０〜１％の範囲である。
【００３３】
〈ＣａＯ〉
ＣａＯは、屈折率ｎｄ1を高くする効果のある成分である。ＣａＯ含有量が４．５％より多いと、屈折率ｎｄ1が１．７４５を越えてしまうおそれがある。従って、ＣａＯ含有量は０〜４．５％の範囲がよい。ＣａＯ含有量は、より好ましくは０〜４％の範囲で、さらに好ましくは０〜３．５％の範囲である。
【００３４】
〈ＳｒＯ〉
ＳｒＯは、屈折率ｎｄ1を高くする効果のある成分である。ＳｒＯ含有量が４．５％より多いと、屈折率ｎｄ1が１．７４５を越えてしまうおそれがある。従って、ＳｒＯ含有量は０〜４．５％の範囲がよい。ＳｒＯ含有量は、より好ましくは０〜４．２％の範囲で、さらに好ましくは０〜４％の範囲である。
【００３５】
〈ＺｎＯ+ＣａＯ+ＳｒＯ〉
ＺｎＯ、ＣａＯ、ＳｒＯの合計含有量は、０〜１１％であるのがよい。ＺｎＯ、ＣａＯ、ＳｒＯの合計含有量が１１％を越えると、ガラス安定性が良好でなく、イメージガイドファイバ１の製造歩留まりが低下するおそれがある。ＺｎＯ、ＣａＯ、ＳｒＯの合計含有量は、より好ましくは３〜９％、さらに好ましくは５〜７％の範囲である。
【００３６】
〈ＢａＯ〉
ＢａＯは、屈折率ｎｄ1を高めると共に１００〜３００℃の線熱膨張係数α1を高くする効果のある成分である。ＢａＯ含有量が２０％より少ないと、屈折率ｎｄ1を１．６９０以上とすることが困難となるか、或いは、１００〜３００℃の線熱膨張係数α1が８６×１０-7／℃以上となるコアガラスを得るのが困難となる。一方、ＢａＯ含有量が３３％より多いと、屈折率ｎｄ1が１．７４５を越えてしまうおそれがある。従って、ＢａＯ含有量は２０〜３３％の範囲がよい。ＢａＯ含有量は、より好ましくは２３〜３０％の範囲で、さらに好ましくは２５〜３０％の範囲である。
【００３７】
〈Ｌａ2Ｏ3〉
Ｌａ2Ｏ3は、屈折率ｎｄ1を高め、コアガラスの耐久性を向上させ、ガラス転移温度Ｔｇ1を高くする効果がある。Ｌａ2Ｏ3含有量が４％より少ないと、屈折率ｎｄ1が低くなりすぎるか、或いはガラス転移温度Ｔｇ1が低くなりすぎるおそれがある。一方、Ｌａ2Ｏ3含有量が８％より多いと、屈折率ｎｄ1が１．７４５を越えてしまうおそれがある。従って、Ｌａ2Ｏ3含有量は４〜８％の範囲がよい。Ｌａ2Ｏ3含有量は、より好ましくは４〜７％の範囲で、さらに好ましくは５〜６％の範囲である。
【００３８】
〈Ｔａ2Ｏ5〉
Ｔａ2Ｏ5は、屈折率ｎｄ1やガラス転移温度Ｔｇ1を高め、ガラス安定性を向上させ、ガラスの耐候性を向上させる効果のある成分である。Ｔａ2Ｏ5含有量が０．５％より少ないと、屈折率ｎｄ1が低くなりすぎるか、或いはガラス転移温度Ｔｇ1が低くなりすぎるおそれがあり、また、ガラス安定性が悪化して、イメージガイドファイバ１の製造歩留まりが低下するおそれがある。一方、Ｔａ2Ｏ5含有量が３．５％より多いと、屈折率ｎｄ1が高くなりすぎて、短波長側の透過率低化を招くか、或いはガラス転移温度Ｔｇ1が６９０℃を越えてしまうおそれがある。従って、Ｔａ2Ｏ5含有量は０．５〜３．５％の範囲がよい。Ｔａ2Ｏ5含有量は、より好ましくは０．５〜２％の範囲で、さらに好ましくは０．５〜１．５％の範囲である。
【００３９】
〈ＺｒＯ2〉
ＺｒＯ2は、屈折率ｎｄ1やガラス転移温度Ｔｇ1を高め、ガラスの耐候性を向上させる効果のある成分である。ＺｒＯ2含有量が０．５％より少ないと、屈折率ｎｄ1が低くなりすぎるか、或いはガラス転移温度Ｔｇ1が低くなりすぎるおそれがある。一方、ＺｒＯ2含有量が７％より多いと、屈折率ｎｄ1が１．７４５を越えてしまうおそれがあり、また、ガラス安定性が悪化して、イメージガイドファイバ１の製造歩留まりが低下するおそれがある。従って、ＺｒＯ2含有量は０．５〜７％の範囲がよい。ＺｒＯ2含有量は、より好ましくは２〜３．５％の範囲で、さらに好ましくは２〜３％の範囲である。
【００４０】
〈Ｌｉ2Ｏ〉
Ｌｉ2Ｏは、ガラス転移温度Ｔｇ1の上昇を抑える効果のある成分である。Ｌｉ2Ｏ含有量が８％より多いと、ガラス転移温度Ｔｇ1が６０５℃未満となってしまうおそれがある。従って、Ｌｉ2Ｏ含有量は０〜８％の範囲がよい。Ｌｉ2Ｏ含有量は、より好ましくは０〜５％の範囲で、さらに好ましくは０〜３％の範囲である。
【００４１】
〈Ｎａ2Ｏ〉
Ｎａ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏと同様に、ガラス転移温度Ｔｇ1の上昇を抑える効果のある成分である。Ｎａ2Ｏ含有量が５％より多いとガラス転移温度Ｔｇ1が６０５℃未満となるおそれがある。従って、Ｎａ2Ｏ含有量は０〜５％の範囲がよい。Ｎａ2Ｏ含有量は、より好ましくは０〜４％の範囲で、さらに好ましくは０〜３％の範囲である。
【００４２】
〈Ｋ2Ｏ〉
Ｋ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏと同様に、ガラス転移温度Ｔｇ1の上昇を抑える効果のある成分である。Ｋ2Ｏ含有量が５％より多いとガラス転移温度Ｔｇ1が６０５℃未満となるおそれがある。従って、Ｋ2Ｏ含有量は０〜５％の範囲がよい。Ｋ2Ｏ含有量は、より好ましくは０〜２％の範囲で、さらに好ましくは０〜１％の範囲である。
【００４３】
〈Ｌｉ2Ｏ+Ｎａ2Ｏ+Ｋ2Ｏ〉
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量が８％を越えると、ガラス転移温度Ｔｇ1が６０５℃未満となるおそれがある。従って、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量は０〜８％の範囲がよい。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量は、より好ましくは０〜５％の範囲で、さらに好ましくは０〜３％の範囲である。
【００４４】
〔クラッドガラスの物性〕
クラッドガラスの屈折率ｎｄ2がコアガラスの屈折率ｎｄ1よりも十分に低ければ、比較的低い屈折率ｎｄ1を持つコアガラスを用いた場合でも、イメージガイドファイバ１の開口数ＮＡを高めることができる。この観点から、クラッドガラスの屈折率ｎｄ2は１．５３０以下である事が好ましい。
ただし、クラッドガラスの屈折率ｎｄ2を低くしすぎると、クラッドガラスの組成的な性質上、ガラス転移温度Ｔｇ2が高くなり、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2は小さくなりすぎるおそれがある。コアガラスとの熱物性関係を適切に保つことを考慮すれば、クラッドガラスの屈折率ｎｄ2は１．４９０以上がよい。
【００４５】
クラッドガラスのガラス転移温度Ｔｇ2が高すぎると、ファイバ１の製造時において、紡糸工程におけるファイバ化のための紡糸温度が高くなり、ガラスの結晶化を誘発するなど、イメージガイドファイバ１の質を劣化させるおそれがある。上述した条件（３）と上述したコアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1の好適範囲とを考慮すれば、クラッドガラスのガラス転移温度Ｔｇ2は５７０℃以下が好ましい。
一方、クラッドガラスのガラス転移温度Ｔｇ2が低すぎると、コアガラスのガラス転移温度Ｔｇ1との差が大きくなりすぎて、ファイバ１の製造時において、紡糸工程の際にクラッドのみが先に軟化してしまうおそれがある。したがって、クラッドガラスのガラス転移温度Ｔｇ2は５００℃以上である事が好ましい。
【００４６】
条件（２）について上述したように、クラッドガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2は、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1との差から限定される。コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1の好ましい下限値が８６×１０-7／℃である事から、クラッドガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2は７１×１０-7／℃以上がよい。
一方、クラッドガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が高くなりすぎると、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1は非常に高く設定しなければならない。コアガラスの熱物性を考慮すれば、クラッドガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2は９５×１０-7／℃以下がよい。
【００４７】
〔クラッドガラスの組成〕
クラッドのガラスは、ｍｏｌ％表記で、ＳｉＯ2：４６〜６７％、Ｂ2Ｏ3：７〜２０％、Ａｌ2Ｏ3：１〜１５％、ＭｇＯ：０〜１２％、ＣａＯ：０〜１０％、ＺｎＯ：０〜１１％、Ｌｉ2Ｏ：０〜６％、Ｎａ2Ｏ：２〜２０％、Ｋ2Ｏ：０〜９％の組成を有し、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＺｎＯの合計の割合が３〜１４％であり、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの合計の割合が６〜２４％であると、好適である。
以下では、クラッドガラスの成分組成の好ましい範囲を上記のように限定した理由について説明する。
【００４８】
〈ＳｉＯ2〉
ＳｉＯ2は、ガラスの骨格をなす主成分でガラス化が容易となる成分であり、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を下げる効果がある。ＳｉＯ2の含有量が４６％より少ないと、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が高くなりすぎる恐れがある。一方、ＳｉＯ2含有量が６７％より多いと、ガラス転移温度Ｔｇ2が高くなりすぎるとともに、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が低くなりすぎるおそれがある。従って、ＳｉＯ2含有量は４６〜６７％の範囲がよい。ＳｉＯ2含有量は、より好ましくは４９〜６４％の範囲で、さらに好ましくは４９〜６３％の範囲である。
【００４９】
〈Ｂ2Ｏ3〉
Ｂ2Ｏ3は、ガラス形成を可能とし、ガラス転移温度Ｔｇ2を低く抑え、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を低く抑える効果のある成分である。Ｂ2Ｏ3含有量が７％より少ないと、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が９５×１０-7／℃を超えて高くなるおそれがある。一方、Ｂ2Ｏ3含有量が２０％より多いと、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が７１×１０-7／℃より低くなるおそれがある。従って、Ｂ2Ｏ3含有量は７〜２０％の範囲がよい。Ｂ2Ｏ3含有量は、より好ましくは１０〜１８％の範囲で、さらに好ましくは１０．５〜１７％の範囲である。
【００５０】
〈Ａｌ2Ｏ3〉
Ａｌ2Ｏ3は、屈折率ｎｄ2の上昇を抑制し、ガラス転移温度Ｔｇ2を上昇させ、クラッドガラスの耐久性を向上させる効果のある成分である。Ａｌ2Ｏ3含有量が１％未満であると、クラッドガラスの耐久性向上の効果が薄く、ガラス転移温度Ｔｇ2が低くなる。逆にＡｌ2Ｏ3含有量が１５％より多いと、ガラス転移温度Ｔｇ2が高くなりすぎるおそれがある。従って、Ａｌ2Ｏ3含有量は１〜１５％の範囲がよい。Ａｌ2Ｏ3含有量は、より好ましくは２〜１４％の範囲で、さらに好ましくは３〜１２％の範囲である。
【００５１】
〈ＭｇＯ〉
ＭｇＯは、ガラスの溶融温度を低下させ、ガラス化し易くさせる成分であるとともに、屈折率を高める成分として働く。ＭｇＯ含有量が１２％より多いと、クラッドガラスの屈折率ｎｄ2が１．５３０を超えてしまうおそれがある。したがって、ＭｇＯ含有量は、０〜１２％の範囲がよい。ＭｇＯの含有量は、より好ましくは０〜１０％の範囲で、さらに好ましくは０〜９％の範囲である。
【００５２】
〈ＣａＯ〉
ＣａＯはＭｇＯと同様、ガラスの溶融温度を低下させ、よりガラス化し易くさせる成分であり、屈折率ｎｄ2を高くする効果のある成分である。ＣａＯ含有量が１０％より多いと、屈折率ｎｄ2が１．５３０を越えてしまうおそれがある。従って、ＣａＯ含有量は０〜１０％の範囲がよい。ＣａＯ含有量は、より好ましくは０〜８％の範囲で、さらに好ましくは０〜５％の範囲である。
【００５３】
〈ＺｎＯ〉
ＺｎＯはＭｇＯやＣａＯと同様、ガラスの溶融温度を低下させ、よりガラス化し易くさせる成分であり、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2の上昇を抑制する効果のある成分である。ＺｎＯ含有量が１１％より多いと、コアガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が７１×１０-7／℃より低くなり、ガラス転移温度Ｔｇ2が低くなりすぎる恐れがある。従って、ＺｎＯ含有量は０〜１１％の範囲がよい。ＺｎＯ含有量は、より好ましくは０〜１０％の範囲で、さらに好ましくは０〜８％の範囲である。
【００５４】
〈ＭｇＯ+ＣａＯ+ＺｎＯ〉
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯの合計含有量が１４％を超える場合、クラッドガラスの屈折率ｎｄ2が１．５３０を超えて高くなるおそれがある。逆に、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯの合計含有量が３％未満の場合、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が９５×１０-7／℃より高くなるおそれがある。ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯの合計含有量は、３〜１４％の範囲がよい。ＺｎＯ含有量は、より好ましくは３〜１０％の範囲で、さらに好ましくは６〜１０％の範囲である。
【００５５】
〈Ｌｉ2Ｏ〉
Ｌｉ2Ｏ等のアルカリ金属酸化物は、ガラスの溶融温度を低下させ、よりガラス溶融を容易にし、ガラス転移温度Ｔｇ2の上昇を抑える効果のある成分である。Ｌｉ2Ｏ含有量が６％より多いと、ガラス転移温度Ｔｇ1が５００℃未満となってしまうおそれがある。従って、Ｌｉ2Ｏ含有量は０〜６％の範囲がよい。Ｌｉ2Ｏ含有量は、より好ましくは０〜４．５％の範囲で、さらに好ましくは０〜４％の範囲である。
【００５６】
〈Ｎａ2Ｏ〉
Ｎａ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏと同様に、ガラス転移温度Ｔｇ2の上昇を抑え、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を高くする効果のある成分である。Ｎａ2Ｏ含有量が２％より少ないと１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が７１×１０-7／℃より低くなる恐れがある。逆にＮａ2Ｏ含有量が２０％より多いと９５×１０-7／℃より高くなる恐れがある。従って、Ｎａ2Ｏ含有量は２〜２０％の範囲がよい。Ｎａ2Ｏ含有量は、より好ましくは３〜１８％の範囲で、さらに好ましくは５〜１７．５％の範囲である。
【００５７】
〈Ｋ2Ｏ〉
Ｋ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏと同様に、ガラス転移温度Ｔｇ1の上昇を抑える、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を高くする効果のある成分である。Ｋ2Ｏ含有量が９％より多いと１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が９５×１０-7／℃より高くなる恐れがある。従って、Ｋ2Ｏ含有量は０〜９％の範囲がよい。Ｋ2Ｏ含有量は、より好ましくは０〜７％の範囲で、さらに好ましくは０〜５％の範囲である。
【００５８】
〈Ｌｉ2Ｏ+Ｎａ2Ｏ+Ｋ2Ｏ〉
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量が２４％を越えると、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が９５×１０-7／℃より高くなる恐れがある。逆に、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量が６％未満の場合、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2が７１×１０-7／℃より低くなる恐れがある。従って、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量は６〜２４％の範囲がよい。Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量は、より好ましくは９〜１８．５％の範囲で、さらに好ましくは１２〜１７．５％の範囲である。
【００５９】
なお、コアガラス、クラッドグラスは、それぞれ、本発明の目的を外れない限り、溶融性の改善およびガラスの安定性拡大のため、通常のガラスで使用されて本明細書に記載されていない他の成分も、合計含有量数ｍｏｌ％以下の範囲内で、含有させることができる。その場合、他の成分も含めて、全成分の合計含有量が１００ｍｏｌ／％となるものとして、各成分の含有量を求める。
【００６０】
〔コアガラス、クラッドガラスの製造方法〕
次に、コアガラス及びクラッドガラスの製造方法の一例を説明する。なお、コアガラス及びクラッドガラスの製造方法はそれぞれ同様でよいので、ここではそれらを区別せずに、単に「ガラス」という。
ガラスは、各成分の原料としてそれぞれ相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を、所定の割合で秤量し充分混合したものをガラス調合原料としている。なお、ガラスの着色を防ぐために、また、脱泡のために、還元効果をもつ添加物（例えばＳｂ2Ｏ3等）を１ｍｏｌ%以下の範囲で添加してもよく、本発明の効果に影響を与えない。
ガラスの製造にあたっては、まず、このガラス調合原料を白金製坩堝に投入して、１３００〜１５００℃に加熱したガラス溶融炉で溶融する。そして、高温で溶融されたガラス融液を攪拌棒で攪拌して清澄・均質化した後、適切な温度に予熱した金型に流し込んで成形する。この後、適切な温度スケジュールで徐冷を行い、ガラスブロックを得る。
ただし、本実施形態のファイバ１に用いられるコアガラス、クラッドガラスは、上述した製造方法以外の任意の方法によって製造されてもよい。
【実施例】
【００６１】
本発明のイメージガイドファイバの実施例１〜７及び比較例１〜８を作成して、評価した。その結果を、表１〜５を参照しながら説明する。実施例１〜７及び比較例１〜８の詳細を表１に示す。
表１において、コアの欄に記載された名称は、それぞれ、表２に記載されたコア１〜１６の名称、表３に記載されたコア１７〜３３の名称に対応している。また、表１において、クラッドの欄に記載された名称は、それぞれ、表４に記載されたクラッド１〜１６の名称、表５に記載されたクラッド１７〜３１の名称に対応している。例えば、表１における比較例ファイバ１は、表２に記載されたコア１と、表５に記載されたクラッド１９とを有するものである。
表２、３には、コア１〜３３の組成、物性、及び後述する安定性の評価結果を示している。表４、５には、クラッド１〜３１の組成、物性、及び後述する安定性の評価結果を示している。
各比較例ファイバ、実施例ファイバは、それぞれ表１において対応付けられたコア及びクラッドのガラスを用いて、図３を参照して上述した製造方法により、製造した。
各実施例ファイバの画面部６０の直径（画面径）は互いに同一とした。一方、比較例ファイバ２、４〜８の画面径は互いに同一とし、比較例ファイバ１、３の画面径は互いに異なるものとし、比較例ファイバ２、４〜８の画面径からも異なるものとした。
【００６２】
表１における「開口数ＮＡ」、「線熱膨張係数差Δα（×１０-7／℃）」、「コアのガ
ラス転移温度Ｔｇ1−クラッドのガラス転移温度Ｔｇ2（℃）」、「コア占有面積比率（％）」、「画素密度（画素／μｍ2）」の内容については、それぞれ条件（１）〜（５）に関して上述したとおりである。なお、コア占有面積比率と画素密度は、各比較例ファイバ、実施例ファイバの構造を、観察計測することで算出した。
表１における「割れの発生」は、ファイバの製造中に単芯ファイババンドル又はプリフォームに割れが発生したか否かを示している。割れが発生したファイバについては、次に述べるＵＳＡＦチャート」の試験を行わなかった。
表１における「ＵＳＡＦチャートの試験結果」は、１９５１ＵＳＡＦテストパターンを用いた画質の評価試験の結果を示している。ＵＳＡＦチャートの試験では、一方の面に１９５１ＵＳＡＦテストパターンが描かれた用紙を用意し、ファイバの入射端面を、直接、用紙の該一方の面に接触させ、かつ、その用紙の他方の面に光を当てた状態で、ファイバの射出端面側から射出される１９５１ＵＳＡＦテストパターンの画像をモニタに出力して、観察した。なお、１９５１ＵＳＡＦテストパターンの視野範囲（観察範囲）は、各比較例ファイバ、実施例ファイバで同一とした。そして、１９５１ＵＳＡＦテストパターンの観察結果を、相対的に評価した。その評価結果として表１に示す「優」、「良」、「可」、「不可」とは、「画質が良い」から「画質が悪い」の順番で、「優」＞「良」＞「可」＞「不可」の関係にある。
【００６３】
表２、３に示すコア１〜３３は、それぞれ対応する組成物を、通常の溶融急冷法にてガラス化して得たものである。具体的には、それぞれの原料化合物として、ＳｉＯ2、Ｈ3ＢＯ3、Ａｌ（ＯＨ）3、ＺｎＯ、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、ＢａＣＯ3、Ｂａ（ＮＯ3）2、Ｌａ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3を所定の割合で秤量した。ここでＳｂ2Ｏ3を脱泡剤として０．０５ｍｏｌ％添加した。これらの成分を混合後、白金製坩堝を用い、１３００℃のガラス溶融炉中で約２時間溶融した。溶融中、適時攪拌し、融液を均質化した。その後金型に流し込んで成形した後、室温まで徐冷しコアガラスを得た。
得られたコアガラスの熱的性質、光学的性質を確認するため、屈折率ｎｄ1、ガラス転移温度Ｔｇ1、１００〜３００℃の線熱熱膨張係数α1の測定を行った。その結果を表２、３に示す。
表２、３の「安定性」は、コアガラスの安定性の評価結果を示している。上記攪拌を２分間行う間に、ガラスが結晶化したことを目視により確認できた場合は「不可」と評価し、ガラスが結晶化したことを目視により確認できなかった場合は「良」と評価した。
【００６４】
表４、５に示すクラッド１〜３１は、それぞれ対応する組成物を、通常の溶融急冷法にてガラス化して得たものである。すなわち、それぞれの原料化合物として、ＳｉＯ2、Ｈ3ＢＯ3、Ａｌ（ＯＨ）3、ＭｇＯ、ＣａＣＯ3、ＺｎＯ、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｎａ2ＣＯ3、Ｋ2ＣＯ3を所定の割合で秤量した。ここでＳｂ2Ｏ3を脱泡剤として０．１ｍｏｌ％添加した。これらの成分を混合後、白金製坩堝を用い、１４５０℃のガラス溶融炉中で約２時間溶融した。溶融中、適時攪拌し、融液を均質化した。その後金型に流し込んで成形した後、室温まで徐冷しクラッドガラスを得た。
得られたクラッドガラスの熱的性質、光学的性質を確認するため、屈折率ｎｄ2、ガラス転移温度Ｔｇ2、１００〜３００℃の線熱膨張係数α2の測定を行った。その結果を表４、５に示す。
表４、５の「安定性」は、クラッドガラスの安定性の評価結果を示している。上記攪拌を２分間行う間に、ガラスが結晶化したことを目視により確認できた場合は「不可」と評価し、ガラスが結晶化したことを目視により確認できなかった場合は「良」と評価した。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
【表２】
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【００６７】
【表３】
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【００６８】
【表４】
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【００６９】
【表５】
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【００７０】
表１から判るように、実施例ファイバは、ファイバの製造中に割れの発生が無く、また、画質が比較例ファイバよりも高かった。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のイメージガイドファイバは、例えば医療用又は工業用の内視鏡等において画像伝送のために好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  イメージガイドファイバ
１ａ  入射端面
１ｂ  射出端面
２  ライトガイドファイバ
３  対物レンズ
４  接眼レンズ
１０  内視鏡のスコープ
１１  操作部
１２  挿入部
１３  先端部
２０  観察対象物
３０  モニタ
５１  コア
５２  クラッド
６０  画面部
７０  ジャケット層
８０  コート層
１１０  単芯ファイババンドル
１２０  単芯ファイバ
１５１  コアガラス
１５２  クラッドガラス
１７０  ガラス管
【要約】      （修正有）【課題】製造上の問題を回避しつつ、画質を向上できる、イメージガイドファイバを提供する。【解決手段】イメージガイドファイバ１は、複数のコア５１と、複数のコアに共通のクラッド５２とを有し、コア及びクラッドは、それぞれ多成分ガラスから構成され、イメージガイドファイバの開口数ＮＡが、０．７０〜０．９０の範囲にあり、コアのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α1からクラッドのガラスの１００〜３００℃の線熱膨張係数α2を差し引いた値である線熱膨張係数差Δαが、−３×１０-7／℃〜１５×１０-7／℃の範囲にあり、コアのガラスのガラス転移温度Ｔｇ1が、クラッドのガラスのガラス転移温度Ｔｇ2より高く、クラッドの外周縁により区画された画面部の面積に対する複数のコアの合計面積の比率であるコア占有面積比率が、２５％以上であり、画面部の単位面積当たりの画素数である画素密度が、０．１画素／μｍ2以上である。【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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