(57)【要約】      （修正有）【課題】波長毎の伝送経路のずれがより小さい屈折率分布型光伝送体を提供する。【解決手段】透光性を有する樹脂の母材と、軸に直交する平面における中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように母材に分散された第１の化合物と、中心部の濃度が前記外周部の濃度よりも低くなるように母材に分散された補助化合物とを含む。第１の化合物を母材に分散させてなる材料の屈折率は、母材より高い。第１の化合物を母材に分散させてなる材料のアッベ数は、母材より低い。補助化合物を母材に分散させてなる材料のアッベ数は、母材より低い。【選択図】図４
2013171080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に沿って延びる屈折率分布型光伝送体であって、
透光性を有する樹脂の母材と、
前記軸に直交する平面における中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように前記母材に分散された第１の化合物と、
前記中心部の濃度が前記外周部の濃度よりも低くなるように前記母材に分散された補助化合物とを含み、
前記第１の化合物を前記母材に分散させてなる材料の屈折率は、前記母材より高く、
前記第１の化合物を前記母材に分散させてなる材料のアッベ数は、前記母材より低く、
前記補助化合物を前記母材に分散させてなる材料のアッベ数は、前記母材より低い、
ことを特徴とする、屈折率分布型光伝送体。
【請求項２】
前記補助化合物は第３の化合物であり、該第３の化合物を前記母材に分散させてなる材料の屈折率は、前記母材より高いことを特徴とする、請求項１に記載の屈折率分布型光伝送体。
【請求項３】
前記第１の化合物を前記母材に所定量分散させることによる屈折率の増加分とアッベ数の減少分との比を（ｎ１／ν１）とし、前記第３の化合物を前記母材に所定量分散させることによる屈折率の増加分とアッベ数の減少分との比を（ｎ３／ν３）とする場合に、
（ｎ１／ν１）＞（ｎ３／ν３）
であることを特徴とする、請求項２に記載の屈折率分布型光伝送体。
【請求項４】
前記第３の化合物が下式（３１）又は（３２）で表されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の屈折率分布型光伝送体。
【化１】
2013171080.tif 000010
（式（３１）及び（３２）において、Ｘ３１は置換基を有していてもよい炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数２〜２０の芳香族複素環基を表し、Ａｒ３１及びＡｒ３２は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基又は置換基を有していてもよい炭素数２〜２０の芳香族複素環基を表す。）
【請求項５】
前記中心部の濃度が前記外周部の濃度よりも低くなるように前記母材に分散された第２の化合物をさらに含み、
前記第２の化合物を前記母材に分散させてなる材料の屈折率は、前記母材より低いことを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載の屈折率分布型光伝送体。
【請求項６】
前記補助化合物は第２の化合物であり、該第２の化合物を前記母材に分散させてなる材料の屈折率は、前記母材より低いことを特徴とする、請求項１に記載の屈折率分布型光伝送体。
【請求項７】
前記第２の化合物が、炭素数６以上２０以下のパーフルオロアルカン、又は炭素数３以上２０以下のパーフルオロアルキルアミンであることを特徴とする、請求項５又は６に記載の屈折率分布型光伝送体。
【請求項８】
前記中心部の屈折率と前記外周部の屈折率との差が０．０１以上であり、
前記外周部のアッベ数と前記中心部のアッベ数との差が５以下であることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の屈折率分布型光伝送体。
【請求項９】
前記中心部の屈折率をｎ０、アッベ数をν０とし、前記外周部の屈折率をｎ１、アッベ数をν１とする場合に、
−５  ＜  ν１−（（ｎ１−１）／ｎ１）×（ｎ０ν０／（ｎ０−１））  ＜  ５
であることを特徴とする、請求項１乃至８の何れか１項に記載の屈折率分布型光伝送体。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の屈折率分布型光伝送体を備える光学機器。
【請求項１１】
円柱形状の第１部材を形成する工程と、
第（ｉ−１）部材を内部に嵌入しうる円筒形状の第ｉ部材（ｉは２以上の整数）を形成する工程と、
前記第１部材から第ｉ部材までを嵌め合わせた構造体を形成する工程と、
前記構造体を加熱することにより屈折率分布型光伝送体を作製する工程と、
を含む、軸に沿って延びる屈折率分布型光伝送体の製造方法であって、
前記屈折率分布型光伝送体は、
透光性を有する樹脂の母材と、
前記軸に直交する平面における中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように前記母材に分散された第１の化合物と、
前記中心部の濃度が前記外周部の濃度よりも低くなるように前記母材に分散された補助化合物とを含み、
前記第１の化合物を前記母材に分散させてなる材料の屈折率は、前記母材より高く、
前記第１の化合物を前記母材に分散させてなる材料のアッベ数は、前記母材より低く、
前記補助化合物を前記母材に分散させてなる材料のアッベ数は、前記母材より低い、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項１２】
前記屈折率分布型光伝送体を作製する工程は、
前記積層体を加熱して前記第１部材から第ｉ部材までを融着させる第１の加熱工程と、
前記融着させた積層体を前記第１の加熱工程よりも高い温度で加熱する第２の加熱工程と、
を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率分布型光伝送体及びその製造方法、並びに光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＲＩＮ（Gradient Index）型（屈折率分布型）光伝送体は、中心軸から離れるほど屈折率が低下するように設計された光伝送体であって、マルチモードの光伝送に用いることができ、光伝送効率に優れる。
【０００３】
屈折率分布を制御する方法として、最内層から最外層までのそれぞれの層に用いる異なる組成のモノマー混合物を用意し、紡糸しながらそれぞれの層間でモノマーを拡散させながら重合を行う、相互拡散法が知られている。しかしながら、この方法では得られたポリマーの透明性の低下が問題となりうる。
【０００４】
屈折率分布を制御する別の方法として、母材のそれぞれの部分に異なる濃度の添加物（ドーパント）を加える方法がある。この方法によれば添加物の濃度差で母材の屈折率を変化させることができ、比較的分子量の小さい添加物を用いるため、光伝送体の透明度の低下を抑えることができる。例えば特許文献１においては、母材の屈折率を上昇させるドーパントと低下させるドーパントとを組み合わせて用いる技術が開示されている。特許文献１の方法によれば、比較的少ない量のドーパントで、最内層と最外層との屈折率差を大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３３４６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１に記載の技術のように屈折率分布型光伝送体の屈折率差を大きくすると、波長毎の伝送経路のずれが大きくなることが分かった。このことは、例えば色収差の増大という問題を引き起こしうる。
【０００７】
本発明は、波長毎の伝送経路のずれがより小さい屈折率分布型光伝送体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の屈折率分布型光伝送体は以下の構成を備える。すなわち、
軸に沿って延びる屈折率分布型光伝送体であって、
透光性を有する樹脂の母材と、
前記軸に直交する平面における中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように前記母材に分散された第１の化合物と、
前記中心部の濃度が前記外周部の濃度よりも低くなるように前記母材に分散された補助化合物とを含み、
前記第１の化合物を前記母材に分散させてなる材料の屈折率は、前記母材より高く、
前記第１の化合物を前記母材に分散させてなる材料のアッベ数は、前記母材より低く、
前記補助化合物を前記母材に分散させてなる材料のアッベ数は、前記母材より低い、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、波長毎の伝送経路のずれがより小さい屈折率分布型光伝送体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例に係る屈折率分布型光伝送体の製造方法の一例を示す図。
【図２】実施例に係るドーパントの濃度と屈折率との関係を示す図。
【図３】実施例に係るドーパントの濃度とアッベ数との関係を示す図。
【図４】実施例に係るドーパントの屈折率とアッベ数との関係を示す図。
【図５】実施例に係る屈折率分布型光伝送体の延伸方法の一例を示す図。
【図６】実施例に係るロッドレンズアレイ及びロッドレンズプレートを示す図。
【図７】実施例に係る画像読取装置を示す図。
【図８】実施例に係る画像形成装置を示す図。
【図９】実施例に係る光学撮影装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１２】
＜１．屈折率分布型光伝送体＞
本実施例に係る屈折率分布型光伝送体は、軸に沿って延びる屈折率分布型光伝送体であって、透光性を有する樹脂の母材と、前記軸に直交する平面における中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように前記母材に分散された第１の化合物と、前記中心部の濃度が前記外周部の濃度よりも低くなるように前記母材に分散された補助化合物とを含み、前記第１の化合物を前記母材に分散させてなる材料の屈折率は、前記母材より高く、前記第１の化合物を前記母材に分散させてなる材料のアッベ数は、前記母材より低く、前記補助化合物を前記母材に分散させてなる材料のアッベ数は、前記母材より低い。
【００１３】
［屈折率とアッベ数の関係］
屈折率分布型光伝送体は、光伝送体の軸に直交する平面における中心部から離れるほど屈折率が低下するように設計される。具体的には、屈折率が二乗分布となるように設計されることが普通である。本実施例に係る屈折率分布型光伝送体は、中心部の屈折率と外周部の屈折率との差が０．０１０以上であり、０．０１４以上であることが好ましく、０．０２０以上であることがさらに好ましい。
【００１４】
しかしながら上述のように、屈折率差が大きくなるほど色収差が大きくなりうる。そこで本発明においては、母材にドーパントを添加することによる屈折率の変化だけではなく、母材にドーパントを添加することによるアッベ数の変化にも注目する。
【００１５】
光学樹脂材料で得られる屈折率及びアッベ数の範囲で得られる屈折率分布型光伝送体において、可視光領域の各波長の伝送ずれが低下する関係をアッベ数を用いて近似的に求めると、屈折率の異なる各部分について、下記（１）式の関係を満たす場合に、色収差を大幅に減らすことができることがわかる。
【００１６】
ｎ＝１／（１−Ｃν）  ・・・（１）
ここで、Ｃは定数であり、ｎは屈折率であり、νはアッベ数である。
以下では、外周部の屈折率をｎ１、アッベ数をν１、中心部の屈折率をｎ０、アッベ数をν０とする。
式（１）より、Ｃ＝（ｎ−１）／ｎν  ・・・（２）
ν＝（ｎ−１）／Ｃｎ  ・・・（３）
ｎ＝ｎ０、ν＝ν０を式（２）に代入すると、
Ｃ＝（ｎ０−１）／ｎ０ν０  ・・・（４）
式（４）を式（３）に代入すると、屈折率がｎ１である場合の理想的なアッベ数νｐは、
νｐ＝（（ｎ１−１）／ｎ１）・（ｎ０ν０／（ｎ０−１））  ・・・（５）
νｐがν１に十分に近い時に、色収差を減らすことができる。  色収差を十分に減らすためには、ν１−νｐが−５以上であることが好ましく、−３以上であることがさらに好ましい。また、ν１−νｐが５以下であることが好ましく、３以下であることがさらに好ましい。
【００１７】
しかしながら通常は、ν０よりもνｐの方が小さいものの、ν０とνｐとはそれほど大きく変わらないことが多い。したがって、屈折率分布型光伝送体を設計する際には、ν１−ν０（外周部のアッベ数と中心部のアッベ数との差）が５以下であることが好ましく、３以下であることがさらに好ましい。また、ν１−ν０が−５以上であることが好ましく、−３以上であることがさらに好ましい。
【００１８】
本実施例の方法による色収差の改善効果は、中心部と外周部との屈折率差が０．０１以上である場合、さらには０．０１４以上である場合、特に０．０２以上である場合に顕著であるが、色収差の改善効果は、屈折率差の度合いによらず得ることができる。
【００１９】
＜２．ドーパント＞
上述のように、母材に対して異なる濃度のドーパントを添加することにより、異なる屈折率の材料を作製する方法が知られている。例えば、中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるようにドーパントを添加することにより、中心部の屈折率がより高く、外周部の屈折率がより低い光伝送体を作製することができる。しかしながら通常、母材の屈折率を上昇させるドーパントは、母材のアッベ数を低下させる。このためこの方法を用いる場合、中心部のアッベ数が外周部に対して低くなりすぎるため、色収差が大きくなりすぎる可能性がある。
【００２０】
そこで、本実施例に係る屈折率分布型光伝送体は、軸に直交する平面における中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように母材に分散された第１の化合物（ドーパント）の他に、補助化合物（第２の化合物と第３の化合物との少なくとも一方）を含む。この第２の化合物（ドーパント）と第３の化合物（ドーパント）とは、中心部の濃度が外周部の濃度よりも低くなるように母材に分散されている。こうして第２の化合物と第３の化合物とは、第１の化合物の濃度が低い外周部のアッベ数を調節する。また、母材に分散されたとき屈折率を変化させずにアッベ数のみが変化する化合物も補助化合物となり得る。このように第２の化合物と第３の化合物との少なくとも一方を用いることにより、光伝送体の中心部と外周部との屈折率差とアッベ数との関係が上述の関係から大きく外れることを防止することができるため、色収差が低減されうる。
【００２１】
第１の化合物、第２の化合物、及び第３の化合物は、光伝送体の中心部と外周部との屈折率差とアッベ数との関係が上述の関係を満たすものであれば任意に選択することができるが、具体的な例を次に挙げる。
【００２２】
以下においては、母材に対するドーパントの量（重量％）を、ドーパントを除く材料（モノマー及び重合開始剤等）の重量に対するドーパントの重量とする。例えば、母材、並びに母材を作製するための円筒状体若しくは円柱状体を作製する際に用いる材料の重量（ドーパントを除く）が１００であり、ドーパントの重量が１である場合について考える。この場合、これらを混合することによって得られる材料について、１重量％のドーパントが母材に加えられているものとする。
【００２３】
以下においては、母材に対してドーパントを１重量％加えた時の屈折率の増加率をｎｄｘとする。また、母材に対してドーパントを１重量％加えた時のアッベ数の増加率をνｘとする。これらの増加率は以下のようにして求めるものとする。すなわち、母材に対してドーパントを０〜１１重量％の範囲で加えた材料について屈折率及びアッベ数を測定する。得られた値について直線近似を行うことにより、ドーパントを１重量％加えた時の増加率を求める。なお、各々のドーパントの特性次第であるが、母材に対するドーパントの添加量が０〜１５重量％である場合に、ドーパントの添加量と屈折率及びアッベ数との間には直線関係がおおむね成り立つ。以下の説明においては、母材としては３ＦＭ（メタクリル酸２，２，２−トリフルオロエチル）（東ソーエフテック社製）を重合させた重合体（ｎｄ＝１．４２、ν＝６６）を用いた。このポリマーが軟化を開始する温度であるガラス転移点（Ｔｇ）は、７５〜８０℃である。
【００２４】
以下において、屈折率及びアッベ数は以下のように測定するものとする。すなわち、３ＦＭに均一にドーパントを拡散させて得られる、直径１２ｍｍの円柱状の試料を、屈折率分布測定装置ＩＰ５５００（ＳＥＩＫＯ  ＥＧ＆Ｇ社製）を用いて２５〜２６℃環境で測定した。具体的には、屈折角分布偏光関数法によって屈折率分布を測定した。この方法は、屈折率分布型光伝送体の光軸に対する垂直断面における屈折率分布を測定することができる。屈折率は、以下に特に断りのない場合を除き５８７．６ｎｍの光線を用いて測定した値を示す。アッベ数νについては、波長４８６．１ｎｍ、５８７．６ｎｍ、６５６．３ｎｍの屈折率ｎを、それぞれｎ（Ｆ）、ｎ（ｄ）、ｎ（Ｃ）とするとき、ν＝（ｎ（ｄ）−１）／（ｎ（Ｆ）−ｎ（Ｃ））の関係が成り立つ。アッベ数νはこの式に従って屈折率ｎから求めた。
【００２５】
ドーパントの濃度について、濃度分布が形成されている場合、中心部の濃度とは、屈折率分布が形成された屈折率の最も高い部分のドーパントの濃度を示す。一方、外周部の濃度とは、中心部の屈折率から屈折率分布がおよそ二乗分布となるように減少している部分の端部もしくは、二乗分布から大きくはずれる前の光伝送作用をなす屈折率差を形成する部分のドーパントの濃度とする。なお、屈折率分布型光伝送体の作製方法として、以下においては、円柱部材と円筒部材とを組み合わせる方法、及び多層紡糸ノズルを用いる方法のように、予め中心部用に混合された材料と予め外周部用に混合された材料とを用いる方法について説明する。このような場合、屈折率分布型光伝送体の各部分のドーパント濃度は、対応する混合材料中のドーパント濃度に比較的近くなる。そこでこのような場合については、予め中心部用に混合された材料のドーパント濃度を中心部のドーパント濃度とする。また、屈折率分布がおよそ二乗分布となるように減少している部分の端部（外周部）用に混合された材料のドーパント濃度を外周部のドーパント濃度とする。
【００２６】
また、本実施例において第１の化合物は中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように母材に分散されており、第２及び第３の化合物は中心部の濃度が外周部の濃度よりも低くなるように母材に分散されている。しかしながら、中心部又は外周部において、これらの化合物が存在しないこともありうる。本明細書においては、中心部又は外周部において、第１、第２、又は第３の化合物が存在しない場合、第１、第２、又は第３の化合物の濃度は０であるものとする。
【００２７】
ドーパントとしては母材と反応しないものを用いることが、ドーパントの拡散を容易として滑らかな屈折率分布を得るために好ましい。例えば母材がポリマーである場合、ドーパントは母材ポリマーと重合しないことが好ましい。また、ドーパントを母材中に分散されたときに、透明性が低下しないことが好ましい。一方で、ドーパント量が多すぎると、例えば１５重量％を超えるドーパントを加えると、材料の可塑性が増すために、ドーパントの移動性が高くなりすぎる可能性がある。この場合、ドーパントの濃度分布を制御することが困難になる。このため、母材に対するドーパントの合計濃度は１５重量％以下であることが好ましい。また、通常はドーパントを加えることにより材料のガラス転移温度（Ｔｇ）が低下するため、母材に対するドーパントの合計濃度は１１重量％以下であることがより好ましい。
【００２８】
ドーパントとして使用されうる化合物としては、フタル酸エステル類（エステル置換基としては、ベンジルｎ−ブチル、ジメチル、ジエチル、ジアリル、ジブチル、ジイソブチル、ジシクロヘキシル、ジｎ−オクチル、ジ２−エチルヘキシルなどの、脂肪族基又は芳香族基が挙げられる）、安息香酸エステル類（エステル置換基としては、ベンジル基、フェニル基などの、脂肪族基又は芳香族基が挙げられる）、フェニル酢酸エステル類（エステル置換基としては、ベンジル基、フェニル基などの、脂肪族基又は芳香族基が挙げられる）、アジピン酸エステル類（エステル置換基としては、ジｎ−オクチル、ジイソオクチルなどが挙げられる）、セバシン酸エステル類（エステル置換基としては、ジブチル、ジ２−エチルヘキシルなどが挙げられる）、リン酸化合物（例えば、リン酸トリブチル，リン酸トリフェニル、リン酸ジフェニルクレジル、亜リン酸トリフェニルなどの、アルキル基又は芳香族基で置換されたリン酸が挙げられる）、ベンゼン系化合物（例えば、ブロモベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン置換されていてもよいベンゼン；ジフェニルエーテル、ブロモジフェニルエーテル、フェノキシトルエンなどの、置換基を有していてもよいジフェニルエーテル；置換基を有していてもよいジフェニルスルフィドなど）、ナフタレン系化合物（例えば、ブロモナフタレン、ブロモメチルナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、エチルナフタレン、イソプロピルナフタレンなどの、置換基を有していてもよいナフタレン）、ケトン類、パーフルオロアルカン類、パーフルオロアルキルアミン類、共役化合物、などが挙げられる。
【００２９】
その他に、上記の化合物のフッ化物を用いることもでき、母材がフッ素を含有するポリマーである場合に好適である。そのほかに金属キレート化合物も使用可能である。ドーパントの好ましい分子量は１００以上３０００以下であり、分布制御の容易さの点で１００以上１０００以下であることがより好ましい。ドーパントは上に例示されたものには限定されず、母材中に均一に分散できればよい。このような低分子ドーパントを用いる場合、屈折率分布型光伝送体内に相分離構造が形成されにくいため、透光性能の低下を防止することができる。
【００３０】
［第１の化合物］
第１の化合物は、母材の屈折率を上昇させる化合物である。すなわち、第１の化合物を母材に分散させてなる材料の屈折率は、通常母材より高く、第１の化合物についての屈折率の増加率ｎｄｘ１は正である。用いるドーパントの量を減らすという観点からは、増加率ｎｄｘ１は通常０．０００５以上であり、０．００１０以上であることが好ましく、０．００１５以上であることがより好ましい。また、このような第１の化合物は通常、母材のアッベ数を低下させる化合物である。すなわち、第１の化合物を母材に分散させてなる材料のアッベ数は、通常母材より低く、第１の化合物についてのアッベ数の増加率νｘ１は負である。しかしながら、第１の化合物が母材のアッベ数を上昇させる化合物であっても、第２の化合物と第３の化合物との少なくとも一方を用いることにより、色収差の少ない屈折率分布型光伝送体を実現することは可能である。
【００３１】
母材の屈折率を上昇させる化合物は通常、単体としての屈折率が母材より高いことから、第１の化合物として、屈折率が母材より高い化合物を用いることもできる。より大きい屈折率差を形成するために、第１の化合物の屈折率は少なくとも母材の屈折率より０．０２以上高いことが好ましい。
【００３２】
第１の化合物が、屈折率分布光伝送体の屈折率差に大きく寄与することが好ましい。具体的には、本実施例に係る屈折率分布光伝送体の中心部と外周部との屈折率の差は、第１の化合物しか含まれていない場合の中心部と外周部との屈折率の差の６割以上であることが好ましく、８割以上であることがさらに好ましい。この場合、屈折率差の大きな明るいレンズを作製することができる。
【００３３】
第１の化合物の例としては、以下の化学式（１１）又は（１２）で表される化合物が挙げられる。
【００３４】
【化１−１】
2013171080.tif 000003
【００３５】
式（１１）（１２）において、Ａｒ１１は芳香族基を表す。Ａｒ１１の例としては、フェニル基、ナフチル基、フリル基、などの炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基又は炭素数２〜２０の芳香族複素環基が挙げられる。
【００３６】
式（１１）（１２）において、Ｘ１１は直接結合又は炭素数１〜６の２価の炭化水素基を表す。２価の炭化水素基の例としては、メチレン基、エチレン基などが挙げられる。
【００３７】
式（１１）（１２）において、Ｒ１１は芳香族基又は脂肪族基を表す。芳香族基の例としては、フェニル基、ナフチル基、フリル基、などの炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基又は炭素数２〜２０の芳香族複素環基が挙げられる。脂肪族基としては、メチル基、エチル基、ベンジル基などの炭素数１〜２０の脂肪族炭化水素基が挙げられる。脂肪族炭化水素基のなかでも、芳香族メチル基又は芳香族エチル基が特に好ましく、ここで芳香族基としてはフェニル基、ナフチル基、フリル基、などの炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基又は炭素数２〜２０の芳香族複素環基を用いることができる。
【００３８】
式（１１）（１２）で表される化合物は、さらに置換基を有していてもよい。さらに有していてもよい置換基の例としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基のようなハロゲン基；メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基のような炭素数１〜２０のアルキル基；メトキシ基、エトキシ基、ｔ−ブトキシ基のような炭素数１〜２０のアルコキシ基；フェノキシ基、ナフトキシ基のような炭素数１〜２０のアリールオキシ基；などが挙げられる。特に、Ｘ１１が置換基としてアルコキシ基を有していることは好ましい。
【００３９】
式（１１）（１２）で表される化合物の例としては、以下の化合物Ａ（安息香酸ベンジル）、ＢＰＡ（フェニル酢酸ベンジル）、ＢＩＥ（２−イソプロポキシ−１，２−ジフェニルエタノン）などが挙げられる。
【００４０】
【化１−２】
2013171080.tif 000004
【００４１】
化合物Ａ、ＢＰＡ、ＢＩＥのそれぞれについての、濃度と屈折率との関係を図２（Ａ）に示す。また、濃度とアッベ数との関係を図３（Ａ）に示す。ドーパント濃度が上昇するにつれ屈折率が上昇し、アッベ数は低下することがわかる。
【００４２】
化合物Ａ、ＢＰＡ、ＢＩＥの、屈折率の増加率ｎｄｘ１及びアッベ数の増加率νｘ１は以下の通りである。
Ａ（ｎｄｘ１＝０．００１９、νｘ１＝−０．９９９）
ＢＰＡ（ｎｄｘ１＝０．００１７、νｘ１＝−０．６９１）
ＢＩＥ（ｎｄｘ１＝０．００１５、νｘ１＝−１．０８１）
なお、化合物Ａ単体の屈折率は１．５６８、アッベ数は３６である。また、化合物ＢＰＡの屈折率は１．５５５である。
【００４３】
［第２の化合物］
第２の化合物は、母材の屈折率を低下させる化合物である。すなわち、第２の化合物を母材に分散させてなる材料の屈折率は、通常母材より低く、第２の化合物についての屈折率の増加率ｎｄｘ２は負である。第２の化合物が母材の屈折率を低下させることにより、第１の化合物のみを用いる場合と比べて屈折率分布型光伝送体の屈折率差をより大きくすることができる。後述する第３の化合物を用いる場合には、第２の化合物は母材のアッベ数を低下させる化合物であっても母材のアッベ数を上昇させる化合物であってもよい。しかしながら第１の化合物が母材のアッベ数を低下させる化合物であり、第３の化合物を用いない場合には、通常、第２の化合物として母材のアッベ数を低下させる化合物を用いる。このような第２の化合物についてのアッベ数の増加率νｘ２は負である。このような第２の化合物を用いることにより、第１の化合物のみを用いる場合にはアッベ数が高くなる領域、例えば外周部において、アッベ数を低下させ、色収差を減少させることができる。
【００４４】
母材の屈折率を低下させる化合物は通常、単体としての屈折率が母材より低いことから、第２の化合物として、屈折率が母材より高い化合物を用いることもできる。より大きい屈折率差を形成するために、第２の化合物の屈折率は少なくとも母材の屈折率より０．０２以上低いことが好ましい。
【００４５】
第２の化合物の例としては、パーフルオロアルカン、及びパーフルオロアルキルアミンのような、フッ素置換されたアルキル基を有する化合物が挙げられる。
【００４６】
パーフルオロアルカンは、水素原子のうち半分以上がフッ素原子で置換されたアルカン又はシクロアルカンであり、全ての水素原子がフッ素原子で置換されていることが好ましい。パーフルオロアルカンとしては炭素数６〜２０のものが好ましく、例えばテトラデカフルオロヘキサン、ドデカフルオロシクロヘキサン、オクタデカフルオロデカリン、などが挙げられる。
【００４７】
パーフルオロアルキルアミンは、炭素数１〜２０のパーフルオロアルキル基で置換された１級、２級、又は３級アミンであり、３級アミンであることがより好ましい。パーフルオロアルキル基とは、水素原子のうち半分以上がフッ素原子で置換されたアルキル基又はシクロアルキル基を示す。炭素数１〜２０のパーフルオロアルカンとしては、トリフルオロアルキル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、ノナフルオロブチル基、などが挙げられる。分散性の観点からは、炭素数３〜２０のパーフルオロアルキルアミンを用いることが好ましい。
【００４８】
第２の化合物の具体的な例としては、化合物ＰＦＤ（パーフルオロデカリン）、ＦＦＣ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（登録商標）ＦＣ−４０）などが挙げられる。ＦＦＣは、トリス（ノナフルオロブチル）アミンを中心とする、パーフルオロアルキルアミンの混合物である。
【００４９】
【化２−１】
2013171080.tif 000005
【００５０】
化合物ＰＦＤ、ＦＦＣのそれぞれについての、濃度と屈折率との関係を図２（Ｂ）に示す。また、濃度とアッベ数との関係を図３（Ｂ）に示す。ドーパント濃度が上昇するにつれ屈折率が低下し、アッベ数も低下することがわかる。
【００５１】
化合物ＰＦＤ、ＦＦＣの、屈折率の増加率ｎｄｘ２及びアッベ数の増加率νｘ２は以下の通りである。
ＰＦＤ（ｎｄｘ２＝―０．０００６、νｘ２＝−０．３１６）
ＦＦＣ（ｎｄｘ２＝―０．０００９、νｘ２＝−０．６００）
なお、化合物ＰＦＤ単体の屈折率は１．３１４５である。また、化合物ＦＦＣ単体の屈折率は１．２９である。
【００５２】
［第３の化合物］
第３の化合物は、母材の屈折率を上昇させる化合物である。すなわち、第３の化合物を母材に分散させてなる材料の屈折率は、通常母材より高く、第３の化合物についての屈折率の増加率ｎｄｘ３は正である。また、第１の化合物が母材のアッベ数を低下させる化合物である場合、第３の化合物としては通常、アッベ数を低下させる化合物を用いる。すなわち、第３の化合物を母材に分散させてなる材料のアッベ数は、通常母材より低く、第３の化合物についてのアッベ数の増加率νｘ３は負である。このような第３の化合物を用いることにより、第１の化合物のみを用いる場合にはアッベ数が高くなる領域、例えば外周部において、アッベ数を低下させることができる。ドーパント量を増やさずにアッベ数を低下させるためには、増加率νｘ３は増加率νｘ１の増加率の２倍よりも小さいことが好ましく、３倍よりも小さいことがさらに好ましい。また、増加率νｘ３は−２以下であることが好ましく、−３以下であることがさらに好ましく、一方で通常は−７以上である。
【００５３】
母材の屈折率を上昇させる化合物は通常、単体としての屈折率が母材より高いことから、第３の化合物として、屈折率が母材より高い化合物を用いることもできる。また、通常屈折率が高くなるとアッベ数も低下することから、第３の化合物の屈折率は、少なくとも母材の屈折率より０．０４以上高いことが好ましい。また、第３の化合物の屈折率は、第１のドーパントの屈折率よりも高いことが特に好ましい。
【００５４】
第３の化合物は、第１の化合物のみを用いる場合にはアッベ数が高くなる領域、例えば外周部において、アッベ数を低下させる化合物である。したがって第３の化合物は、第１の化合物と比べて、屈折率をあまり変えずにアッベ数を大きく低下させることができることが好ましい。この観点から、屈折率の増加分とアッベ数の減少分との比（ｎｄｘ１／−νｘ１）は、（ｎｄｘ３／−νｘ３）よりも大きいことが好ましい。さらに好ましくは、（ｎｄｘ１／−νｘ１）が（ｎｄｘ３／−νｘ３）の１．５倍以上であり、特に好ましくは２倍以上である。
【００５５】
第３の化合物の例としては、以下の式（３１）で表される化合物が挙げられる。
【００５６】
【化３−１】
2013171080.tif 000006
【００５７】
式（３１）においてＸ３１は、共役構造を有する２価の置換基を表す。共役構造を有する２価の置換基としては、置換基を有していてもよい炭素数６〜２０の芳香族炭化水素に対応する２価の置換基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０の芳香族複素環に対応する２価の置換基、及びβ−ジケトン構造が挙げられる。炭素数６〜２０の芳香族炭化水素に対応する２価の置換基としては、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。炭素数２〜２０の芳香族複素環に対応する２価の置換基としては、フランジイル基、オキサゾールジイル基などが挙げられる。Ｘ３１がβ−ジケトン構造である場合は、式（３１）の化合物は式（３２）で表すことができる。
【００５８】
式（３１）（３２）においてＡｒ３１及びＡｒ３２は、それぞれ独立に、炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基又は炭素数２〜２０の芳香族複素環基を表す。炭素数６〜２０の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、などが挙げられる。炭素数２〜２０の芳香族複素環基としては、フリル基、オキサゾリル基、などが挙げられる。
【００５９】
Ａｒ３１及びＡｒ３２は、さらに置換基を有していてもよい。さらに有していてもよい置換基の例としては、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基のようなハロゲン基；メチル基、エチル基、ｔ−ブチル基のような炭素数１〜２０のアルキル基；メトキシ基、エトキシ基、ｔ−ブトキシ基のような炭素数１〜２０のアルコキシ基；フェノキシ基、ナフトキシ基のような炭素数１〜２０のアリールオキシ基；などが挙げられる。
【００６０】
第３の化合物の具体的な例としては、化合物ＤＰＤ（１，３−ジフェニルプロパン−１，３−ジオン）、ＴＭＰ（１−（４−ｔ−ブチルフェニル）−３−（４−メトキシフェニル）プロパン−１，３−ジオン）、Ｄ（２，５−ジフェニルオキサゾール）などが挙げられる。
【００６１】
【化３−２】
2013171080.tif 000007
【００６２】
化合物ＤＰＤ、ＴＭＰ、Ｄのそれぞれについての、濃度と屈折率との関係を図２（Ｃ）に示す。また、濃度とアッベ数との関係を図３（Ｃ）に示す。ドーパント濃度が上昇するにつれ屈折率が上昇し、アッベ数は低下することがわかる。
【００６３】
化合物ＤＰＤ、ＴＭＰ、Ｄの、屈折率の増加率ｎｄｘ３及びアッベ数の増加率νｘ３は以下の通りである。
ＤＰＤ（ｎｄｘ３＝０．００２９、νｘ３＝−３．５７８）
ＴＭＰ（ｎｄｘ３＝０．００２４、νｘ３＝−５．５７８）
Ｄ（ｎｄｘ３＝０．００３１、νｘ３＝−３．５２２）
なお、化合物ＤＰＤの屈折率は１．６２３である。また、化合物ＴＭＰの屈折率は１．５４６であり、化合物Ｄの屈折率は、１．５８６である。
【００６４】
第３の化合物は、共役構造Ｘ３１で２つの芳香族環Ａｒ３１，Ａｒ３２が結合している構造を有する。このように第３の化合物は長い共役系を有するため、波長分散特性が高い。すなわち、第３の化合物はアッベ数を低下させる効果が大きい。
【００６５】
［ドーパントの効果］
本実施例に係る屈折率分布型光伝送体は、中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように母材に分散された第１の化合物と、中心部の濃度が外周部の濃度よりも低くなるように母材に分散された第２の化合物と第３の化合物との少なくとも一方と、を含む。以下ではこの効果を、図４を参照してより詳しく説明する。
【００６６】
図４では、第１の化合物として化合物Ａを、第２の化合物として化合物ＰＦＤを、第３の化合物として化合物ＤＰＤを、母材として３ＦＭをそれぞれ用いる場合の、ドーパント濃度に応じた屈折率及びアッベ数の変化を示す。また、１１重量％の化合物Ａを母材に分散させた際の屈折率及びアッベ数に対して、上述の式（１）で示される関係を満たす屈折率とアッベ数との組を、「色消しライン」として示す。屈折率分布型光伝送体の中心部が１１重量％の化合物Ａを母材に分散されてなる材料で構成されている場合、屈折率分布型光伝送体のその他の部分の屈折率とアッベ数との組が色消しライン上にあるならば、色収差が大幅に低減される。図４の色消しラインにおいて、式（１）の定数Ｃ＝０．００５５５３８である。
【００６７】
図４に示されるように、化合物Ａのみを用いて屈折率を変化させる場合、屈折率が高い（化合物Ａの濃度が高い）場合のアッベ数は、屈折率が低い（化合物Ａの濃度が低い）場合のアッベ数よりかなり小さくなる。このため、色収差が大きくなることが考えられる。
【００６８】
一方で、化合物Ａの濃度が低い場合に、化合物ＰＦＤを添加すると、屈折率が低下する上に、アッベ数も低下する。このため、屈折率が高い（化合物Ａの濃度が高い）場合のアッベ数と、屈折率が低い（化合物Ａの濃度が低い）場合のアッベ数との差を小さくすることができる。
【００６９】
また、化合物Ａの濃度が低い場合に、化合物ＤＰＤを添加すると、屈折率は少し上昇するものの、アッベ数が大きく低下する。このため、屈折率が高い（化合物Ａの濃度が高い）場合のアッベ数と、屈折率が低い（化合物Ａの濃度が低い）場合のアッベ数との差を小さくすることができる、
【００７０】
さらには、化合物Ａの濃度が低い場合に、化合物ＰＦＤ及び化合物ＤＰＤを添加すると、屈折率を低く保ったまま、アッベ数を大きく低下させることができる。このため、屈折率が高い（化合物Ａの濃度が高い）場合のアッベ数と、屈折率が低い（化合物Ａの濃度が低い）場合のアッベ数との差を小さくするとともに、中心部と外周部との屈折率差が大きい屈折率分布型光伝送体を実現することができる。
【００７１】
本実施例においては２種又は３種のドーパントを用いて屈折率分布を形成する場合について説明したが、４種以上のドーパントを用いて屈折率分布を形成してもよい。さらには、屈折率及びアッベ数をあまり変化させないドーパントをさらに用いてもよい。屈折率分布型光伝送体のうち、合計のドーパント濃度が低い部分にこのようなドーパントを添加することにより、合計のドーパント濃度を略均一にすることができる。このことは、マイクロボイドの発生を減少しうる点で有利である。また、各層のガラス転移温度Ｔｇ及び粘度が近くなるように調整を行うことは、ドーパントの拡散が一様になる点で好ましく、このことは滑らかな屈折率分布を得るために有利である。
【００７２】
＜３．母材＞
本発明に係る屈折率分布型光伝送体が含む母材は、光透過性を有する材料である。母材としては、樹脂を用いることが、ドーパントを容易に分散することができる点で特に好適である。光透過性を高める観点から、母材は透明性が高いことが好ましく、また無色であることが好ましい。
【００７３】
母材として用いられるポリマーとしては特に限定されないが、例えば、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、及びα−フルオロアクリル酸エステルのようなα，β−不飽和エステル類；スチレン、フッ化ビニリデン、及びテトラフルオロエチレンのようなアルケン類；などの単量体（モノマー）から得られる単独重合体又は共重合体が挙げられる。これらのモノマーはさらに置換基を有していてもよい。
【００７４】
α，β−不飽和エステル類のエステル置換基としては例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、１−フェニルエチル基、１−フェニルシクロヘキシル基、ベンジル基、ボルニル基、及びイソボルニル基のような、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０の脂肪族基；フェニル基及びナフチル基のような、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０の芳香族基；２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル基、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロプロピル基、及び２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロプロピル基のような、炭素数１〜２０のハロゲン化アルキル基；などが挙げられる。好適な屈折率を得る点からは、３つ以上のフッ素原子で置換された炭素数１〜６のフッ化アルキル基がエステル置換基であることが好ましい。
【００７５】
スチレンはその芳香族環にさらなる置換基を有していてもよく、さらに有していてもよい置換基の例としては、メチル基、ｔ−ブチル基、クロロ基、ブロモ基、フルオロ基、フェニル基、などが挙げられる。
【００７６】
またポリマーとしては全フッ素ポリマーを用いることもできる。透光性、耐熱性、及び耐薬品性の観点からは、主鎖に環状構造を有することもまた好ましい。母材は、１種類のポリマーによって構成されていても、複数種類のポリマーを含んでいてもよい。
【００７７】
＜４．屈折率分布型光伝送体の製造方法＞
本実施例に係る屈折率分布型光伝送体の製造方法の一例について、以下に説明する。まず、円柱形状の第１部材と、さらに第（ｉ−１）部材を内部に嵌入しうる円筒形状の第ｉ部材（ｉは２以上の整数）とを形成する。すなわち、それぞれ異なる径の円柱形状部材及び円筒形状部材が形成される。例えば図１（Ａ）に示すように、円柱形状の第１部材Ｒ１と、円筒形状の第２〜第６部材Ｒ２〜Ｒ６を形成すればよい。
【００７８】
それぞれの部材は、母材、又は母材にドーパントが分散された材料で構成される。母材中のドーパント濃度は、得られる屈折率分布型光伝送体が上で説明した条件を満たすように設定される。具体的なドーパント濃度の設定例については以下で説明する。それぞれの部材の形成方法は任意であり、例えば溶融させた材料を型の中で固化させてもよいし、モノマーを型の中で重合させてもよい。また、円筒形状の部材は材料を回転させながら固化させることにより形成してもよい。例えば、界面ゲル重合に用いられるクラッド重合用の回転装置を用いて回転装置内で重合を行うことにより円筒形状の部材を作製することができる。
【００７９】
具体的には、母材のモノマーとドーパントと重合開始剤との混合物を作製し、モノマーを重合させることにより、母材にドーパントが分散された材料を作製することができる。また、母材を溶融してドーパントを混合することによっても、母材にドーパントが分散された材料を作製することができる。
【００８０】
重合開始剤としては任意のものを用いることができるが、例えば過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのペルオキシド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物も、好ましい例として挙げられる。
【００８１】
次に、第１部材から第ｉ部材までを嵌め合わせた構造体を形成する。すなわち、第（ｉ−１）部材を第ｉ部材の内部に嵌入しながら、構造体が形成される。例えば図１（Ｂ）に示すように、第１〜第６部材Ｒ１〜Ｒ６を組み合わせて構造体Ｒを形成すればよい。また、ドーパントを含まないクラッドなどの、屈折率差を得ることを目的としない部材を最外周に配置してもよい。
【００８２】
そして、この構造体を加熱することにより、屈折率分布型光伝送体が作製される。加熱によって第１部材から第ｉ部材までが融着する。また、各部材間でドーパントが熱拡散することにより、滑らかな屈折率分布が形成されうる。このようにして、中心部の濃度が外周部の濃度よりも高くなるように第１の化合物の濃度分布を滑らかに変化させることができる。また、中心部の濃度が外周部の濃度よりも低くなるように第２の化合物と第３の化合物との少なくとも一方の濃度分布を滑らかに変化させることができる。
【００８３】
ここで、融着と熱拡散とは異なる温度で行われることが好ましい。例えば、融着は通常母材のガラス転移温度以上で行うが、１５０℃未満で行うことが好ましい。熱拡散は、融着温度よりも高い温度で行うことが好ましく、融着温度よりも１０℃以上高い温度で行うことがさらに好ましく、融着温度よりも２５℃以上高い温度で行うことがより好ましい。例えば、１５０℃以上の温度で熱拡散を行うことが好ましい。融着温度よりも高い温度で熱拡散を行うことにより、融着が終わった後に熱拡散を進めることができる。この場合、熱拡散が一様に行われるため、よりドーパントの分布が滑らかな屈折率分布型光伝送体を作製することができる。
【００８４】
以上のように作製した屈折率分布型光伝送体は、そのままロッドレンズとして利用することができる。また、以上のように作製した屈折率分布型光伝送体を延伸して、所望の長さ及び太さとすることもできる。延伸方法としては任意の方法を用いることができるが、その一例について以下で説明する。
【００８５】
図５は、本実施例に係る延伸装置１０を示す。上述の方法によって作製された光伝送体１１を線引き炉にセットし、ヒータ１２によって加熱、軟化して線引きを行うことにより、細径化したファイバ１１ａを得ることができる。外径測定機１４を用いて得られたファイバ１３ａの外径を測定し、ヒータ１２の温度及び線引速度を制御することにより、所定の外径のファイバ１３ａを得ることができる。
【００８６】
延伸されたファイバ（レンズ原糸）１３ａは、Ｖローラ１４にガイドされ、ローラ１５及び緩和ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを経て、巻取り機１７により巻き取られる。このファイバを所望の長さとなるように切断することで、光通信用や画像伝送用の光伝送体である光ファイバを作製することができる。このようなファイバや、レンズ長（Ｚ）とピッチ長（Ｐ）との関係が（１／２）Ｐ＜Ｚ＜Ｐである正立等倍のレンズ作用をなすロッドレンズもまた、本実施例に係る屈折率分布型光伝送体である。
【００８７】
本実施例に係る屈折率分布型光伝送体は色収差が少ないことから、内視鏡用のファイバとして好適に用いることができる。すなわち、内視鏡先端の光源からの反射光をファイバを通して伝送し、ＣＣＤ等の撮像素子で受光することにより、カラー画像を得ることができる。屈折率分布型光伝送体のピッチ数が多くなるほど、色収差は大きくなる。そこで、内視鏡の撮影光学系に用いる光ファイバとして本実施例に係る屈折率分布型光伝送体を用いる場合、長さは１００ピッチ以内であることが好ましく、さらに好ましくは５０ピッチ以内であり、特に好ましくは１０ピッチ以内である。また、内視鏡の先端の撮像装置を用いて、撮像を行い撮像データを転送する光ファイバとしても有用である。
【００８８】
その他の方法としては、調節された濃度のドーパントが母材に拡散されている紡糸原液を複数作製し、多層紡糸ノズルを用いて溶融紡糸を行いながら硬化する方法があげられる。しかしながら上述のような円柱部材と円筒部材とを組み合わせて溶融する方法は、大口径の屈折率分布型光伝送体が容易に作製できるという利点を有する。また、大口径の屈折率分布型光伝送体を上述のように細径化することによりピッチ数のより少ない光ファイバを容易に作製することができる。この観点からも、上述のような円柱部材と円筒部材とを組み合わせて溶融する方法は有利である。
【００８９】
＜５．屈折率分布型光伝送体の設計例＞
以下に、本実施例に係る屈折率分布型光伝送体の設計例を示す。表１に示される設計例は、上述のように第１〜第６部材Ｒ１〜Ｒ６を形成して溶融する場合における、Ｒ１〜Ｒ６のそれぞれについてのドーパント濃度を示す。表１には合わせて、各部材についての屈折率とアッベ数とを示す。第１層〜第６層は、それぞれ第１〜第６部材Ｒ１〜Ｒ６に対応する。以下の設計例においては、第１の化合物として化合物Ａを、第２の化合物として化合物ＰＦＤを、第３の化合物として化合物ＤＰＤを、母材として３ＦＭをそれぞれ用いている。しかしながら、他の化合物を用いる場合であっても、当業者であれば表１を参考にしてそれぞれの部材についてのドーパント濃度を設定できるだろう。
【００９０】
以下の設計例においては、第１〜第６部材Ｒ１〜Ｒ６のそれぞれの厚さ（第１部材Ｒ１については半径）が等しいものとする。しかしながら、それぞれの部材の厚さが異なる場合であっても、当業者であれば、得られる屈折率分布型光伝送体の屈折率が二乗分布となるように、以下の設計例の濃度分布を参考にしてそれぞれの部材のドーパント濃度を設定できるだろう。また、５つ以下の部材を組み合わせて屈折率分布型光伝送体を作製する場合、及び７つ以上の部材を組み合わせて屈折率分布型光伝送体を作製する場合も同様である。もちろん以下の設定例は、多層紡糸ノズルを用いて溶融紡糸を行う方法などの他の方法にも適用可能である。
【００９１】
【表１】
2013171080.tif 000008
【００９２】
［設計例１］
系１では、屈折率を上昇させる第１の化合物と、屈折率を低下させる第２の化合物とを用いる。系１は、中心部のアッベ数と外周部のアッベ数との差が−３．０となるように設計されている。中心部よりも第１の化合物の濃度が低いためにアッベ数が大きく異なる外周部に第２の化合物を加えることにより、外周部のアッベ数が調節されている。具体的には、化合物Ａはアッベ数を低下させるため、化合物ＰＦＤがなければ外周部は中心部よりもアッベ数が大きくなる。そこで系１では、外周部にアッベ数を低下させ、屈折率も低下させる化合物ＰＦＤを加える。こうして、中心部と外周部との屈折率差を大きくしながら、外周部のアッベ数を落とすことができる。
【００９３】
また、系１においては各層についての合計ドーパント濃度の変化が小さい。このため、ポリマーの可塑性の違いが小さいため、ドーパントの拡散を円滑に行うことができる。別の構成として、それぞれの層について、化合物Ａの濃度を所定量だけ減らしてもよい。例えば、各層から化合物Ａの濃度を４．８重量％だけ減らしてもよい。この場合、得られる屈折率分布型光伝送体のアッベ数をより大きくしながら、同様な屈折率差及び小さい色収差を達成することができる。
【００９４】
［設計例２］
系２では、屈折率を上昇させアッベ数を低下させる第１の化合物と、屈折率を上昇させアッベ数を低下させる第３の化合物とを用いる。系２は、中心部のアッベ数と外周部のアッベ数との差が−２．０となるように設計されている。中心部よりも第１の化合物の濃度が低いためにアッベ数が大きく異なる外周部に第３の化合物を加えることにより、外周部のアッベ数が調節されている。具体的には、化合物Ａはアッベ数を低下させるため、化合物ＤＰＤがなければ外周部は中心部よりもアッベ数が大きくなる。そこで系２では、外周部のアッベ数を大きく低下させるが、アッベ数の変化と比べて屈折率はあまり上昇させない化合物ＤＰＤを加える。こうして、中心部と外周部との屈折率差を保ちながら、外周部のアッベ数を落とすことができる。また、化合物ＤＰＤは化合物Ａ及びＰＦＤと比べてアッベ数を大きく低下させる効果を有するので、化合物ＤＰＤを用いることには添加するドーパントの合計量を減らすことができるという利点がある。
【００９５】
３ＦＭに化合物Ａが１１重量％含まれている場合と、含まれていない場合との屈折率差は、０．０２１である。また、系２において化合物Ａが１１重量％含まれている層（第１層）と、化合物Ａが含まれていない層（第６層）との屈折率差は、０．０１４である。このように系２においては、中心部と外周部との屈折率の差が、第１の化合物のみが含まれている場合の中心部と外周部との屈折率の差の６割以上である。このような設計により、明るい屈折率分布型光伝送体を作製することができる。
【００９６】
［設計例３］
系３〜６では、屈折率を上昇させアッベ数を低下させる第１の化合物と、屈折率を低下させる第２の化合物と、屈折率を上昇させアッベ数を低下させる第３の化合物とを用いる。系３〜４は、中心部のアッベ数と外周部のアッベ数との差が−２．０となるように設計されている。中心部よりも第１の化合物の濃度が低いためにアッベ数が大きく異なる外周部に第２の化合物及び第３の化合物を加えることにより、外周部の屈折率を下げることと、外周部のアッベ数を下げることとの双方が達成されている。このため、系３〜４においては、系１〜２と比べて、中心部と外周部との屈折率の差が大きい。具体的には外周部に、アッベ数を低下させて屈折率も低下させる化合物ＰＦＤと、アッベ数を大きく低下させるがアッベ数の変化量に対して屈折率はあまり上昇させない化合物ＤＰＤと、が加えられている。
【００９７】
系４では第３の化合物は内側から外側に向かうにつれて単調に増加する。しかしながら、系３では第３の化合物は内側から外側に向かうにつれて単調に増加しない。このように第３の化合物の濃度は、内側から外側に向かうにつれて単調に増加する必要はない。上述のように、中心部の濃度が外周部の濃度よりも低くなるように第３の化合物が分散されていれば十分である。同様に、第２の化合物の濃度が内側から外側に向かうにつれて単調に増加する必要はない。また、第１の化合物の濃度が内側から外側に向かうにつれて単調に減少する必要はない。ドーパントを加えるとＴｇが低下するため、外部環境に対する安定性の観点から、系４に記載のように、複数種のドーパントの合計濃度について、外周部の濃度は中心部の濃度に比べてより少ない方が好ましい。
【００９８】
系５〜６は、中心部のアッベ数と外周部のアッベ数との差が正の値となるように設計されている。特に系６は、各層において屈折率とアッベ数とが式（１）の関係をほぼ満たすように設計されている。このように第２の化合物と第３の化合物とを用いることにより、屈折率分布型光伝送体の色収差をより小さくすることができる。
【００９９】
＜６．屈折率分布型光伝送体を用いた光学機器＞
本実施例に係る屈折率分布型光伝送体は、様々な光学機器で用いることができる。例えば本実施例に係る屈折率分布型光伝送体は、光ファイバ、レンズなどの形態で、光学機器に配置することができる。もちろん、本実施例に係る屈折率分布型光伝送体の外周部を、何らかの材料、例えばガラス又は樹脂製の、シース又はクラッドなどで覆うこともできる。以下に、本実施例に係る屈折率分布型光伝送体を備える様々な光学機器について説明する。
【０１００】
［プラスチックロッドレンズ］
本実施例に係る屈折率分布型光伝送体は、ロッドレンズとして用いることができる。本実施例に係るプラスチックロッドレンズは、半径ｒの円柱形状を有し、中心軸から外側に向かうにつれて屈折率が減少する屈折率分布を有する。プラスチックロッドレンズは、上述のように屈折率分布型光伝送体１１を延伸し、所望の長さとなるように切断することによって作製できる。また、光伝送体１１をそのまま円柱状のロッドレンズとして使用することも可能である。
【０１０１】
プラスチックロッドレンズの中心軸に垂直な断面において、屈折率分布は下記式（６）で表される二乗分布と称される連続的な２次曲線分布に近似的に従う。
ｎ（Ｌ）＝ｎ０｛１−（ｇ２／２）Ｌ２｝  …（６）
式（６）中、ｎ０はプラスチックロッドレンズの中心軸における屈折率（中心屈折率）、Ｌはプラスチックロッドレンズの中心軸からの距離（０≦Ｌ≦ｒ）、ｇはプラスチックロッドレンズの屈折率分布定数、ｎ（Ｌ）はプラスチックロッドレンズの中心軸からの距離Ｌの位置における屈折率である。
【０１０２】
また、プラスチックロッドレンズの共役長Ｔｃは下記式（７）により近似的に求められる。式（７）によれば、共役長Ｔｃは屈折率分布定数ｇとレンズ長Ｚによって決まる。このため、レンズが用いられる光学機器の設計に従い、公知の延伸方法を用いて、レンズ長Ｚと屈折率分布定数ｇを適切に設定すればよい。
Ｔｃ＝Ｚ＋２｛−（１／ｎ０・ｇ）ｔａｎ（Ｚ・ｇ／２）｝  …（７）
式（２）中、Ｔｃはプラスチックロッドレンズの共役長、Ｚはプラスチックロッドレンズの長さである。
【０１０３】
プラスチックロッドレンズにおける中心屈折率ｎ０は、１．３≦ｎ０≦１．６であることが好ましい。また、また中心屈折率ｎ０とレンズして働く有効最外部分の屈折率ｎ１との差は、ｎ０−ｎ１≧０．０１であることが好ましい。屈折率ｎ０が１．３以上であることにより、レンズに取り込める光量を増やすことができる。また、屈折率ｎ０が１．６以下であることにより、レンズ表面での反射を抑えることができる。さらに、屈折率差が０．０１以上であると、より明るいレンズが得られる。通常は屈折率差が大きいと色収差も大きくなるが、本実施例によれば屈折率が大きい一方で色収差も小さいプラスチックロッドレンズを得ることができる。
【０１０４】
レンズの有効半径をｒ０とするときに、ｎ０と中心からｒ０の距離の点での屈折率との差をΔｎと表すと、
ｇ＝（２／Ｌ）√（Δｎ／２ｎ０）  …（８）
で表される。すなわち、ｇはΔｎから求められる。したがって、Ｔｃを各波長で近づけるためには、ｇが各波長で近い関係である必要がある。（７）式は、光伝送を行う各波長において成り立つ。プラスチック素材では、無機レンズ材料に比べて極端に屈折率とアッベ数の関係が異なる材料がない。したがって、屈折率（ｎ）とアッベ数（ν）の関係をｎ＝１／（１−Ｃν）に近づけるようにすると色収差が低減される。
【０１０５】
［プラスチックロッドレンズアレイ］
上述のロッドレンズは、ロッドレンズアレイを作製するために用いることができる。ロッドレンズアレイは、上記ロッドレンズの２本以上が平行に一列に並んでいるものである。図６（Ａ）は本実施例に係るロッドレンズアレイＲＬＡの一例を示す。ロッドレンズアレイＲＬＡは、２枚の平行な基板１８ａ，１８ｂと、基板１８ａ，１８の間に１列に固定された２本以上のプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂ，・・・とを有する。
【０１０６】
プラスチックロッドレンズ１３ａ，１３ｂを基板１８ａ，１８ｂに固定する際には、公知の接着剤１９が用いられる。接着剤１９には、カーボンブラック等の遮光剤が含まれていてもよい。
【０１０７】
隣接するプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂは互いに密着していてもよいし、一定の間隔を空けて配置されていてもよい。一定の間隔を空ける場合には、それぞれのプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂ，・・・同士の間隔を一定にすることが好ましい。
【０１０８】
ロッドレンズアレイは公知の方法で製造される。例えば、一定の長さに切断したプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂ，・・・を２枚の基板１８ａ，１８ｂ間に、隣接するプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂ同士が密着するように配置して固定する。この状態でカーボンブラック等の遮光剤の入った接着剤１９をプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂの間、及び、プラスチックロッドレンズ１３ｂと基板１８ａ，１８ｂの間の隙間に注入して、硬化させる。
【０１０９】
その後、必要に応じて所望の長さに切断し、切削や研磨等によってプラスチックロッドレンズ１３ａ，１３ｂ，・・・の端面に対して鏡面化処理を施すことにより、ロッドレンズアレイＲＬＡが得られる。
【０１１０】
ロッドレンズアレイは図６（Ａ）に示すものに限定されない。例えば、２列以上のプラスチックロッドレンズを並べてもよい。この場合プラスチックロッドレンズは、プラスチックロッドレンズ同士の隙間が最小になるように最密配置されていることが好ましい。ロッドレンズアレイは、複数のロッドレンズの正立等倍像を重ねて用いるため、ロッドレンズそれぞれの色収差が改善されることで、可視波長領域において所定の解像力を得ることができる焦点深度を向上させることができる。
【０１１１】
ロッドレンズアレイを作製する場合、取り扱いの容易性と色収差低減の観点から、ロッドレンズの半径ｒは０．０８ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが好ましい。半径が小さ過ぎると整列させることが難しい。また、半径ｒが０．４ｍｍ以下であると、共役長を短くすることができるため、光学系をコンパクト化できる。さらに、共役長を短くすることにより、波長４７０ｎｍの光についての共役長と、波長６３０ｎｍの光についての共役長との差をいっそう小さくすることができる。このため、色収差がより低下し、カラー特性が向上する。
【０１１２】
［ロッドレンズプレート］
上述のロッドレンズは、ロッドレンズプレートを作製するために用いることができる。図６（Ｂ）は、本実施例に係るロッドレンズプレートＲＬＰの一例を示す。ロッドレンズプレートは、図６（Ｂ）に示すように、多数のプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂ，・・・が平行に固定されたものである。ロッドレンズプレートは、公知の方法で製造することができる。例えば、一定の長さに切断した多数本のプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂ，・・・を、プラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂ，・・・同士が密着するように最密に配置する。次いで、この状態でカーボンブラック等の遮光剤の入った接着剤１９をプラスチックロッドレンズ１３ｂ，１３ｂ，・・・の間の隙間に注入して、硬化させる。
【０１１３】
その後、必要に応じて所望の長さに切断し、切削や研磨等によってプラスチックロッドレンズ１３ａ，１３ｂ，・・・の端面の鏡面化処理を施して、ロッドレンズプレートＲＬＰを得る。ロッドレンズプレートは、プラスチックロッドレンズが２次元に並列されているため、広い面積の情報を読み取るイメージセンサや、多眼式カメラのレンズ等において用いることができる。本実施例に係るロッドレンズプレートは色収差が小さいため、高解像度のカラーイメージセンサを形成することができる。
【０１１４】
［画像読取装置］
本実施例に係るロッドレンズアレイ及びロッドレンズプレートは、画像読取装置のイメージセンサにおいて用いることができる。図７は、本実施例に係るロッドレンズアレイをイメージセンサに備える、本実施例に係る画像読取装置の構成の一例を示す。スキャナ本体Ｓは、給紙ローラ２１、モータ２２、搬送ローラ２３、分離ローラ２４、表画像読取センサＩＳ１、原稿台２５、クラッチ２６、排紙ローラ２７、及び裏画像読取センサＩＳ２を備える。
【０１１５】
クラッチ２６は、給紙ローラ２１及び分離ローラ２４と、モータ２２との接続を切ることができる。なお、給紙ローラ２１と分離ローラ２４は、搬送ローラ２３よりも遅く回転するように構成してあるため、搬送ローラ２３との速度差により、所定の間隔で原稿を搬送することができる。また、搬送ローラ２３の前後には原稿検知センサ２８、２９が配置されている。
【０１１６】
表画像読取センサＩＳ１、及び裏画像読取センサＩＳ２は、読取ガラス上を通過する原稿Ｐ１に光源Ｌからの光を投射する。そしてロッドレンズアレイＲＬＡは、反射された光を、正立等倍像をラインセンサーＬＳ上に結像させる。こうして原稿はデジタルデータに変換される。
【０１１７】
本実施例に係る色収差の小さいロッドレンズアレイを用いることにより、読取品質の高い画像読取装置を実現することができる。特に、中心屈折率の低いロッドレンズアレイを用いることにより、入射光の反射を低減することができる。また、ロッドレンズが複数列配列されているロッドレンズアレイを用いることで、光量を上げることができる。図７はシートスルー型の画像読取装置を示すが、本実施例に係るロッドレンズアレイは、画像読取センサが移動するフラットベッド型のスキャナなどにも用いることができる。
【０１１８】
［画像形成装置］
本実施例に係るロッドレンズアレイ及びロッドレンズプレートは、画像形成装置の露光装置において用いることができる。図８は、本実施例に係るロッドレンズアレイを露光装置に備える、本実施例に係る画像形成装置３０の構成の一例を示す。画像形成装置３０は、色材としてトナーを用い、不図示の制御部などに従って、画像データに従う画像を印刷記録媒体Ｐ２上に形成する。トナーは、顔料を含む樹脂からなる。この画像形成装置３０は、例えば、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、又は画像形成機能を含む複数の機能を有する複合機である。
【０１１９】
画像形成装置３０は、電子写真方式により画像を形成する。画像形成装置３０は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のそれぞれに対応する４つの画像形成部３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｋを備える。画像形成装置３０は、他の色に対応する画像形成部をさらに備えていてもよい。以下では、複数の画像形成部をまとめて画像形成部３１と呼ぶ。
【０１２０】
画像形成部３１は、トナー収納部３２及び現像装置３３を備える。また、画像形成部３１は露光装置をさらに備える。露光装置は、光源であるＬＥＤヘッド３４と、本実施例に係るロッドレンズアレイＲＬＡとを備える。ロッドレンズアレイＲＬＡは、ＬＥＤヘッド３４と感光体ドラム３５との間に配置され、感光体ドラム３５上に、ＬＥＤヘッド３４からの光の正立等倍像を結像する。こうして感光体ドラム３５上に潜像が形成され、現像装置３３によってトナー像が形成される。トナー像は、転写ローラ３８によって、搬送されてきた印刷記録媒体Ｐ２に転写される。帯電ローラ３６は、ブレード３７によってトナーが除去された感光ドラム３５を帯電させる。各色についてのトナー像の転写が完了した後に、定着装置３９はトナー像を印刷記録媒体Ｐ２に定着される。
【０１２１】
印刷記録媒体Ｐ２は用紙カセット４０に載置されている。印刷記録媒体Ｐ２の搬送経路には、給紙ローラ４１、給紙側の搬送ローラ４２，４３、転写ベルト４４、排紙側の搬送ローラ４５、及び排出ローラ４６が備えられる。こうして印刷記録媒体Ｐ２は排紙部４７まで搬送される。シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のそれぞれに対応する４つの画像形成部３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｋは、この順序で印刷記録媒体Ｐ２の給紙側から排紙側へと、転写ベルト４４に沿って配置されている。  印刷記録媒体Ｐ２は、用紙カセット４０から給紙ローラ４１によって、搬送経路へと取り出される。搬送ローラ４２は、印刷記録媒体Ｐ２の搬送状態を整える。そして印刷記録媒体Ｐ２は、搬送ローラ４３によって転写ベルト４４へと案内される。画像形成部３１は、それぞれ、図示しないモータや駆動を伝達するギヤ等によって回転駆動される転写ベルト４４上に載置された印刷記録媒体Ｐ２上に、各色のトナー像を形成する。
【０１２２】
図８に示される画像形成装置３０はカラー画像を形成する。しかしながら、本実施例に係るロッドレンズアレイを、黒色トナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置の露光装置で用いることもできる。光源が様々な波長の光を放出し、感光体の感度が波長ごとに異なる場合には、本実施例に係る本発明のロッドレンズアレイ又はロッドレンズプレートを用いることにより、潜像がずれることを抑えることができる。また、ロッドレンズが複数列配列されているロッドレンズアレイを用いることで、光量を上げることができる。
【０１２３】
［光学撮影装置］
本実施例に係るロッドレンズは、光学撮影装置（例えばデジタルカメラ及びビデオカメラなど）において用いることができる。図９は、本実施例に係るロッドレンズを備える、本実施例に係る光学撮影装置の光学系の一例を示す。図９は、光学撮影装置の一例として、ビデオカメラの光学系を示している。図９に示す光学系を組み込むことにより、光学撮影装置が得られる。
【０１２４】
図９において、５１はレンズユニット５１Ａ、５１ＲＬを有する撮影光学系である。５１ＲＬは、本実施例に係る円柱型のロッドレンズである。５２はＣＣＤ等の固体撮像素子であり、撮影光学系５１によって形成される光線ａ，ｂで示される像を受光し、電気信号に変換する。５３は光学ローパスフィルタである。撮影光学系５１はさらに、ＮＤフィルタ５４、絞り羽根５５，５６、及び絞り羽根支持板５７で構成される光量絞り装置を有している。
【０１２５】
光量絞り装置は、固体撮像素子５２への入射光量を制御するために設けられている。被写界が明るくなるにつれ、絞り羽根５５、５６が制御されて、光量が絞り込まれていく。小絞り状態時には像が劣化するため、被写界の明るさが同一であっても、絞りの開口をより大きくできるように、絞りの近傍にＮＤフィルタ５４が設けられている。
【０１２６】
入射光がこの光量絞り装置を通過し、固体撮像素子５２に到達することで、入射光が電気的な信号に変換されて画像が形成される。得られた画像データは、不図示の記憶部に記録される。
【０１２７】
口径が大きく色収差の少ない本実施例に係るロッドレンズを用いることにより、少ないレンズ枚数で高性能な撮影光学系を実現することができる。本実施例によれば、色収差が少なく、かつ中心の屈折率が小さいロッドレンズを実現することができる。また、所定のレンズと組み合わせて、任意の色収差で結像させることも可能である。このようなロッドレンズは、レンズへの入射光が反射しにくい。このため、反射に起因した画像劣化が起こりにくい。さらには、固体撮像素子５２で反射された反射光が、再度固体撮像素子５２側へと反射される可能性を低減できる。このことも、画像品質の向上につながる。また、本実施例に係るロッドレンズは光透過性が高いことから、より高品質な画像データを得ることができる。
【０１２８】
以上では本実施例に係るロッドレンズを備えるビデオカメラについて説明した。しかしながら本実施例に係るロッドレンズは、各種の光学撮影装置の撮影光学系に用いることができる。本実施例に係るロッドレンズを用いることにより、レンズの反射に起因した不具合を低減し、またレンズの数を減らすことができる。
【０１２９】
また、ロッドレンズの代わりに、レンズアレイプレートを用いることもできる。このような光学系は、インテグラル３ＤＴＶシステムの撮影装置において用いることができる。その他にも、光ファイバを通った光学像を撮像する光学撮影装置の光学系としての光ファイバに、本実施例に係るロッドレンズを用いてもよい。ここで、この光ファイバとして、本実施例に係る屈折率分布型光伝送体を用いてもよい。この光学撮影装置は、１ピッチ以上の光路を通った光学像を、高い分解能で撮像することができる。このような光学系は、例えば、先端に照明を備える内視鏡のような光学撮影装置にも適用可能である。
【０１３０】
カメラレンズの直径は、３ｍｍ〜６ｍｍであることが多い。倍率補正を用いるデジタルカメラやビデオカメラ用には、さらに口径の大きなレンズを用いることがある。上述の方法によれば、直径１２ｍｍを超える大口径の屈折率分布型光伝送体を作製することができる。また、延伸処理によって、必要な口径のレンズを作製することができる。さらには、所望の光学特性が得られるように、所望の長さとなるようにレンズを切断することもできる。ドーパントの濃度と、中空円筒状体の数及び厚さを調整することにより、さらに大口径化のレンズを作製することもまた容易である。
【実施例】
【０１３１】
［実施例１］
（重合工程）
まず、表１に示す系１の条件に従って、円柱形状の第１部材Ｒ１と、中空円筒形状の第２〜第６部材Ｒ２〜Ｒ６とを作製した。表１に示す第１層〜第６層は、それぞれ第１部材Ｒ１〜第６部材Ｒ６に対応する。以下に、各層の具体的な作製法について説明する。
【０１３２】
第１部材Ｒ１は以下のように作製した。３ＦＭ（メタクリル酸２，２，２−トリフルオロエチル（３ＦＭ）（東ソーエフテック製））（ｎｄ＝１．４２、ν＝６６）に対し、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド（ＢＰＯ）を加えた。ここでは、９９．７重量部の３ＦＭに対し、０．３重量部のＢＰＯを加えた。次に、３ＦＭとＢＰＯとの合計重量に対して１１重量％の化合物Ａ（安息香酸ベンジル）を、３ＦＭとＢＰＯとの混合物中に攪拌により分散させた。得られた混合物を円柱状容器に収め、上下を定期的に反転させながら恒温槽にて７５℃で１４２時間重合を行うことにより、化合物Ａが均一に分散された直径１２ｍｍの円柱形状体を作製した。得られた円柱形状体を図５に記載の延伸装置で延伸することにより、直径２ｍｍの円柱形状体の第１部材Ｒ１を作製した。
【０１３３】
第２部材Ｒ２は以下のように作製した。３ＦＭ（東ソーエフテック製）に対し、重合開始剤としてＢＰＯを加えた。ここでは、９９．７重量部の３ＦＭに対し、０．３重量部のＢＰＯを加えた。次に、３ＦＭとＢＰＯとの合計重量に対して１０．３重量％の化合物Ａ（安息香酸ベンジル）を、３ＦＭとＢＰＯとの混合物中に分散させた。そして、恒温槽にて７５℃で１時間予備重合を行った。
【０１３４】
予備重合により増粘された混合材料を、ガラス管に注入し回転装置を用いて回転重合させた。回転重合は、２０００ｒｐｍで、７５℃、７時間行った。回転装置の回転を停止させ、７５℃で１５時間静置し、残存モノマーの重合を完了させた。重合完了後徐冷し、ガラス管から中空円筒形状の重合体をとりだした。こうして、外径（直径）が４ｍｍ、内径（直径）が約２ｍｍ、長さ２５０ｍｍの中空円筒形状である第２部材Ｒ２を作製した。なお、続く工程における嵌合を容易とするために、第２部材Ｒ２の内径は第１部材Ｒ１の外径よりも４０〜６０μｍ大きく形成した。ｎ−オクチルメルカプタンなどの公知の連鎖移動剤を加えて重合速度を高めることも可能であるが、本実施例においては連鎖移動剤は用いなかった。
【０１３５】
第３部材Ｒ３〜第６部材Ｒ６についても、ドーパント濃度を変化させ、異なる形状とした他は第２部材Ｒ２と同様に作製した。すなわち第３部材Ｒ３〜第６部材Ｒ６については、表１に示す系１の条件に従ってドーパント（化合物Ａ、化合物ＰＦＤ（パーフルオロデカリン）、及び化合物ＤＰＤ（１，３−ジフェニルプロパン−１，３−ジオン））の濃度を変化させた。第３部材Ｒ３〜第６部材Ｒ６の長さは２５０ｍｍであり、各円筒体の厚さは１ｍｍである。また、第３部材Ｒ３〜第６部材Ｒ６の内径（直径）は、それぞれ４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、及び１０ｍｍ近傍である。第３部材Ｒ３〜第６部材Ｒ６の外径（直径）は、それぞれ６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、及び１２ｍｍとした。第２部材Ｒ２と同様、続く工程における嵌合を容易とするために、第３部材Ｒ３〜第６部材Ｒ６の内径は、第２部材Ｒ２〜第５部材Ｒ２のそれぞれの外径よりも４０μｍ〜６０μｍ大きく形成した。
【０１３６】
（積層工程）
第１部材Ｒ１〜第６部材Ｒ６を嵌め合わせることによって円柱状の構造体を形成した。具体的には、第６部材Ｒ６の内部に第５部材Ｒ５を嵌め合わせた。次に、第５部材Ｒ５の内部に第４部材Ｒ４を嵌め合わせた。次に、第４部材Ｒ４の内部に第３部材Ｒ３を嵌め合わせた。次に、第３部材Ｒ３の内部に第２部材Ｒ２を嵌め合わせた。そして、第２部材Ｒ２の内部に第１部材Ｒ１を嵌め合わせた。図１（Ｂ）は、得られた円柱状構造体Ｒの模式図である。
【０１３７】
（融着工程）
嵌め合わせによって得られた円柱状構造体Ｒを１３０℃、１５分の条件で、密封したガラス管内で加熱した。この工程によって、各部材間の境界部が融着した。
【０１３８】
（拡散工程）
融着された円柱状構造体Ｒを１６０℃、９０分の条件で、加熱炉内で加熱した。こうして、直径１２ｍｍの屈折率分布型光伝送体を作製した。この工程によって、各部材間でドーパント（化合物Ａ、化合物ＦＰＤ、及び化合物ＤＰＤ）が拡散する。各層間でドーパントが移動することにより、屈折率分布型光伝送体内の屈折率分布が近似的に二乗分布となる。このように二乗分布が近似的に形成された際には、中心部と外周部との屈折率差は、拡散前と比べて１〜２割減少する。また、屈折率分布型光伝送体内のアッベ数分布が滑らかとなる。
【０１３９】
（色収差評価結果）
作製した屈折率分布型光伝送体を通して、チャートの正立等倍像を観察した。具体的には、作製した屈折率分布型光伝送体を切断した後、両端面を研磨して１８０ｍｍとした。チャートを一方のレンズ端から３５．５ｍｍに設置し、他方のレンズ端から３５．５ｍｍの位置から、得られた屈折率分布型光伝送体を通して黒色の評価チャートを見たところ、色ずれは目視されなかった。
【０１４０】
［実施例２］
表１に示す系２の条件に従ってドーパント濃度の濃度を変化させた他は実施例１と同様にして、屈折率分布型光伝送体を作製した。作製した屈折率分布型光伝送体について、実施例１と同様に色ずれを評価した。すなわち、作製した屈折率分布型光伝送体を切断した後、両端面を研磨して２００ｍｍとした。チャートを一方のレンズ端から４９．０ｍｍに設置し、他方のレンズ端から４９．０ｍｍの位置から得られた屈折率分布型光伝送体を通して黒色の評価チャートを見たところ、色ずれは目視されなかった。
【０１４１】
［実施例３］
表１に示す系５の条件に従ってドーパント濃度の濃度を変化させた他は実施例１と同様にして、屈折率分布型光伝送体を作製した。作製した屈折率分布型光伝送体について、実施例１と同様に色ずれを評価した。すなわち、作製した屈折率分布型光伝送体を切断した後、両端面を研磨して１６０ｍｍとした。チャートを一方のレンズ端から４４．１ｍｍに設置し、他方のレンズ端から４４．１ｍｍの位置から得られた屈折率分布型光伝送体を通して黒色の評価チャートを見たところ、色ずれは目視されなかった。
【０１４２】
［比較例１］
表２に示す条件に従ってドーパント濃度の濃度を変化させた他は実施例１と同様にして、屈折率分布型光伝送体を作製した。作製した屈折率分布型光伝送体について、実施例１と同様に色ずれを評価した。すなわち、作製した屈折率分布型光伝送体を切断した後、両端面を研磨して１６０ｍｍとした。チャートを一方のレンズ端から４４．１ｍｍに設置し、他方のレンズ端から４４．１ｍｍの位置から得られた屈折率分布型光伝送体を通して黒色の評価チャートを見たところ、外側に青色がずれていた。
【表２】
2013171080.tif 000009
【０１４３】
以上のように実施例１〜３に係る屈折率分布型光伝送体を用いる場合、比較例１に係る屈折率分布型光伝送体を用いる場合と比べて、色収差が小さくなることがわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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