(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面が透光性を有するシリンダーに、体積位相透過型ホログラムの原版を巻き付けて固定し、原版の表面を通って供給される感光フィルムに、原版に形成されたパターンを複製する方法であって、シリンダーの外部の光源から、回転するシリンダーに対して、複製用の光線を照射し、複製用の光線が、シリンダーの周面から入射し、シリンダーの内部を通って、原版，感光フィルムの順で通過する際に、原版で生じる透過回折光（１次回折光）と回折せずに透過する光（０次回折光）とを、感光フィルムで干渉させて露光複製することを特徴とする体積位相透過型ホログラムの複製方法。
【請求項２】
シリンダーの周面の一部が露出するように、体積位相型ホログラムの原版が巻きつけて固定し、一部が露出したシリンダーの周面から入射する複製用の光線のみにより、露光複製を行なうことを特徴とする請求項１記載の体積位相透過型ホログラムの複製方法。
【請求項３】
複製用の光線を照射する際、光源には、シリンドリカルレンズ，ビームエキスパンダの少なくとも何れかを備え、シリンダーの回転方向での露光幅を任意に変化させることを特徴とする請求項１記載の体積位相透過型ホログラムの複製方法。
【請求項４】
光源の移動により、シリンダー表面への複製用の光線の入射角度を任意に変更させることが可能であることを特徴とする請求項１記載の体積位相透過型ホログラムの複製方法。
【請求項５】
複製用の光線をスポット状のビームとして、感光フィルムの供給方向と直向する方向に走査しながら照射を行ない、走査速度および走査範囲を任意に変化させることを特徴とする請求項１記載の体積位相透過型ホログラムの複製方法。
【請求項６】
少なくとも、感光フィルムを巻き出すための巻き出しロールと、透光性を有する周面を具備するシリンダーと、ホログラム原版と、複製用の光線を発し、前記複製用の光線が、前記シリンダーの周面から入射する機構を有する光源と、押さえロールと、露光複製の行われた感光フィルムの表面に、光反射層となる反射性フィルムを積層する積層手段と、露光複製されたパターンを定着する定着手段と、感光フィルムと反射性フィルムの積層フィルムを巻き取るための巻き取りロールからなり、
前記ホログラム原版は、前記シリンダーの周面上に固定されており、前記光源は、前記シリンダーの外部に位置し、前記押さえロールは、前記シリンダーの周面に隣接することを特徴とするホログラム反射板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、量産性の向上に好適な体積位相透過型ホログラムの複製方法および前記ホログラムを用いてなるホログラム反射板の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リップマンホログラム（＝体積位相反射型ホログラム）の複製にあたっては、原版に感光フィルムを密着させ、感光フィルム側よりレーザー光を照射して、感光フィルムを透過するレーザー光と原版から回折される再生光とを干渉させ、感光フィルムにおいて新たな干渉縞を記録するリップマンホログラムの複製方法（コンタクト・コピー法）が、従来より一般的な光学的複製方法として周知である。
【０００３】
リップマンホログラムを大量複製するにあたっては、回転ドラムの表面に装着した原版に、ロールから連続的に感光フィルムを供給し、リップマンホログラムを感光フィルムに連続的に露光複製する方法が、特開平５−224580号公報・特開平６−118861号公報などによって公知である。
【０００４】
一方、リップマンホログラムのように特定波長（色）の光のみを回折する特性（すなわち、回折波長選択性）を持たず、回折光の波長幅が広いホログラムとして、「体積位相透過型ホログラム」が公知である。
【０００５】
ホログラムの応用例として、ＨＯＥ（＝Holographic Optical Element ）のうち、「ホログラム反射板」が公知であり、ホログラム反射板を用いた反射型液晶表示装置に係る提案は、以下に例示される。
(1) 特開昭５６−５１７７２号公報
(2) 特表平８−５０５７１６号公報
(3) 特開平９−１５２５８６号公報
(4) 特開平９−２２２５１２号公報
(5) 国際公開公報９６／３７８０５
【０００６】
ホログラムには各種のタイプがあり、それに応じてホログラム反射板の特性も変化する。
表面レリーフ型ホログラムの場合には、回折効率を高くすることが難しいため、明るい表示パターンを視覚することが難しいと共に、ホログラムが持つ色分散のために、観察する方向に応じて視覚される色が変化してしまう。これは、上記の(1) が該当する。
体積位相反射型ホログラムの場合には、その波長選択性により反射回折される波長幅が狭く限定（特定の色になる）され、可視波長域に渡っての明るい表示パターンを視覚することが難しい。これは、上記の(2)(3)が該当する。
体積位相透過型ホログラムの場合には、可視波長域に渡っての明るい（表示光が白い）表示パターンを視覚することが可能であり、上記の(4)(5)が該当する。
【０００７】
体積位相透過型ホログラムを採用したホログラム反射板では、ホログラム層（感光材料）と光反射層とが必須な構成である。
【０００８】
従来、体積位相透過型ホログラムを複製する上で、量産性の向上に有効な方法については報告例がなく、ホログラム反射板の製造にあたっては、ホログラムの複製とは別な後工程にて、ホログラム層（感光材料）と光反射層との積層一体化が行なわれるのが一般的であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、体積位相透過型ホログラムを複製する上で、量産性の向上に有効な方法と、前記ホログラムを用いてなるホログラム反射板の製造に好適な装置について提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による体積位相透過型ホログラムの複製方法は、
周面が透光性を有するシリンダーに、体積位相透過型ホログラムの原版を巻き付けて固定し、
原版の表面を通って供給される感光フィルムに、原版に形成されたパターンを複製する方法であって、
シリンダーの外部の光源から、回転するシリンダーに対して、複製用の光線を照射し、
複製用の光線が、シリンダーの周面から入射し、シリンダーの内部を通って、原版，感光フィルムの順で通過する際に、原版で生じる透過回折光（１次回折光）と回折せずに透過する光（０次回折光）とを、感光フィルムで干渉させて露光複製することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のホログラム反射板の製造装置は、少なくとも、感光フィルムを巻き出すための巻き出しロールと、透光性を有する周面を具備するシリンダーと、ホログラム原版と、複製用の光線を発し、前記複製用の光線が、前記シリンダーの周面から入射する機構を有する光源と、押さえロールと、露光複製の行われた感光フィルムの表面に、光反射層となる反射性フィルムを積層する積層手段と、露光複製されたパターンを定着する定着手段と、感光フィルムと反射性フィルムの積層フィルムを巻き取るための巻き取りロールからなり、
前記ホログラム原版は、前記シリンダーの周面上に固定されており、前記光源は、前記シリンダーの外部に位置し、前記押さえロールは、前記シリンダーの周面に隣接する構成であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、体積位相透過型ホログラムの複製方法を概念的に示す説明図である。
ロールから供給される感光フィルム４を、シリンダー１の上流，下流それぞれに配置した押さえロール５により、シリンダー１に装着したホログラム原版２の表面に密着して、シリンダー１の回転と同期して通るようにする。
【００１３】
シリンダー１は、その周面が透光性を有しており、
ホログラム原版２は、シリンダー１の周面全体を覆うようには装着せず、図示のように、周面の一部が露出するように巻き付けて固定されている。
【００１４】
複製用の光線に対してシリンダー１の周面が露出しており、光線がホログラム原版２を通過せずにシリンダー１に入射する状態（すなわち、図示の状態）の際には、光線がホログラム原版２を通過するのは、感光フィルム４の直前での１回だけであり、純粋にホログラム原版２に形成されたパターンを露光複製する上で好ましい。
【００１５】
すなわち、図示以外の状態では、光線が、ホログラム原版２を通過してシリンダー１に入射し、シリンダー１の内部を通った後、ホログラム原版２を通過して感光フィルム４に至るわけであり、光線がホログラム原版２を２度通過することになる。
その場合、最初の通過時（シリンダー１への入射時）にも、ホログラム原版２で透過回折が発生する可能性があり、その透過回折光が感光フィルム４に反映されてしまう可能性があるためである。
【００１６】
上記の場合には、本来、感光フィルム４で露光複製されるべきなのは、２度目の通過時（シリンダー１からの出射時）に、ホログラム原版２で発生する透過回折光を物体光とするホログラムであり、それ以前に発生する透過回折光は不要なものに他ならない。
【００１７】
最初の通過時（シリンダー１への入射時）にはホログラム原版２で透過回折が発生せず、２度目の通過時（シリンダー１からの出射時）にのみ透過回折が発生するのであれば、ホログラム原版２がシリンダー１の周面全体を覆っていても、全く問題ない。
【００１８】
ホログラムには、その撮影条件に応じた「入射角度選択性」がある。
すなわち、ホログラムは、物体光と参照光を干渉させて撮影記録されるため、作成されたホログラムに対して、撮影時の参照光に相当する光（正確には、共役な光）を照射すると、撮影時の物体光に相当する光（一般に、表示画像）を再生するわけであるが、前記の「参照光に相当する光」には、入射角度に関する要因も含まれる。そのため、「入射角度選択性」を持つホログラムは、特定範囲の角度での入射光に対してのみ回折光を発生することになる。
【００１９】
図１の場合、シリンダー１（円）の中心を中心を通る光線は、入射時・出射時共に、ホログラム原版２に対して９０°で光線が通過するため、ホログラム原版２が入射角度選択性を持っていたとしても、入射時・出射時共に回折が発生するか、入射時・出射時共に回折が全く発生しないか、のどちらかである。
【００２０】
その何れも、ホログラム原版２の露光複製という観点からは好ましくない。
好ましいのは、出射時のみの回折の発生であり、それを実現するため、出射時のみに、ホログラム原版２の入射角度選択性に合致するような、複製用の光線の照射角度を設定することである。
それによって、シリンダー１を連続的に回転させつつ、しかも複製用の光線を連続的に照射しての（間欠的ではない）露光複製が実現されることになる。
【００２１】
図１では、複製用の光線を発する光源は、ビームエキスパンダー７とシリンドリカルレンズ６とを具備しており、それらの適切な設定により、上記の照射角度を設定することが可能となる。
または、光源そのものの移動により、シリンダー表面への複製用の光線の入射角度を任意に変更させることによっても、上記の照射角度を設定することが可能となる。
【００２２】
また、ホログラム原版２の幅方向（紙面と直交する方向）に渡る全体を、一括して露光複製する方法では、全体に渡って一様な光強度や照射角度で露光を行なうことが難しい場合もあり、また、意図的に中央部と端部とで露光強度を変える必要がある場合には、複製用の光線をスポット状のビームとして、感光フィルムの供給方向と直向する方向に走査しながら照射を行ない、走査速度および走査範囲を任意に変化させることも可能である。
【００２３】
ホログラム原版を照明する場合、ホログラム原版の撮影時の参照光と同じ角度で照明することが望ましい。
一般に、ホログラム原版の撮影記録は、平面の状態で行なわれるが、本発明による複製時には、ホログラム原版はシリンダーに巻き付けられる。そこで、ビームエキスパンダーやシリンドリカルレンズの位置や強度を調整すれば、ホログラム原版の撮影記録時に近い角度で、ホログラム原版に複製用の光線を入射させることが可能になる。
【００２４】
例えば、ホログラム原版の撮影記録時の参照光が平行光であった場合、複製用の光線の波面が、シリンダーの曲率に一致して入射すれば、ホログラム原版に対して、撮影記録時の参照光と同じ角度で照明することが可能になる。
しかしながら、シリンダーの曲率が小さすぎると、光線の波面とシリンダーの曲率との調整が難しいため、シリンダーの直径は、5 ｃｍ以上あることが望ましい。
また、シリンダーの直径が２０ｃｍ以上あれば、複製用の光線が当たる範囲では、シリンダーの表面はほぼ平面とみなせるため、上記したような微妙な調整が必要無くなる利点がある。
【００２５】
ホログラムの複製時、感光フィルムとホログラム原版とは、密着していることが望ましい。そのため、感光材料は、表面が粘着性を持ち、ホログラム原版とは空気層を介さずに密着できる性質であることが望ましい。
【００２６】
感光フィルムの粘着性が乏しい場合には、感光フィルムとホログラム原版の間に空気層ができないように、感光フィルムやホログラム原版に近い屈折率をもつ液体で液浸することが望ましい。この液浸液として、キシレンやアイソパーなどが考えられる。
【００２７】
上記したような、粘着性を持つ感光フィルムや液浸液を使用した場合、シリンダー表面が徐々に汚れてくる可能性がある。シリンダー表面に汚れが付着した場合、シリンダーに入射する光線がシリンダー表面で拡散し、正常な複製を損なう可能性がある。そのため、シリンダーをクリーニングする機構があることが望ましい。クリーニングの方法として、粘着性のあるクリーニングローラーを用いる方法，水や溶剤などでふき取る方法，ドクターでかきとる方法，熱や風で乾燥させる方法などが考えられる。
【００２８】
図２は、上述のような「ホログラムの露光複製手段」を備える実施形態に係る「ホログラム反射板の製造装置」の全体の概要を示す説明図であるが、ホログラムの露光複製の手段（方法）は、必ずしも本発明による制約を受けるものではない。
【００２９】
同図に示すように、
感光フィルム50が、巻き出しロール41から供給され、
感光フィルム50に、体積位相透過型ホログラムの原版に形成されたパターンが露光複製される。
露光複製部では、周面が透光性を持つシリンダー42に原版（図示せず）が巻き付けられ、複製用の光線55により露光複製が行なわれる。
【００３０】
続いて、光反射層のラミネート部43で、露光複製の行なわれた感光フィルムの表面に、光反射層となる反射性フィルム51が接着積層される。
反射性フィルム51は、ロールから供給され、剥離フィルムをロール62で巻き取られ、表面の粘着面を露出されて、感光フィルムに接着積層される。
【００３１】
次いで、感光フィルムは、露光複製されたパターンの定着部を経由する。
定着は、オーブン44での加熱処理，紫外線47の照射などから選択される手法が適宜に採用される。
また、これらの手法により、パターンの定着のみならず、種々の補助的処理がなされることも考えられる。
感光フィルムと反射性フィルムの積層フィルムからなるウエブ状のホログラム反射板として、巻き取りロール48に巻き取られる。
【００３２】
上記の製造装置では、感光フィルムは、ホログラム原版に形成されたパターンの露光複製後、幾つかのロールを経由して巻き取られることになる。
この際、感光フィルム上の感光材料がむき出しであると、ロールの接触によって、感光材料表面を傷つけることによって、ホログラムの特性が劣化する可能性がある。
【００３３】
また、感光フィルムの表面が粘着性を持つ場合、ロールなどを経由する間に、ゴミなどを巻き込む可能性が高く、粘着性のため、ゴミを除去することが難しくなる。そこで、露光複製後、感光フィルム表面に保護用のフィルムを貼り付けるなどの対策が必要となる。
【００３４】
本発明による製造装置では、露光複製の直後に、光反射層を感光フィルム上に積層する工程を経ることにより、ホログラム反射板における光反射層が、上記の保護用のフィルムを兼ねることになるため、保護用のフィルムを貼り付けるという工程が省略されることになる。
【００３５】
このように、ホログラムの露光複製〜ホログラムと光反射層との積層一体処理が連続して行なわれ、ホログラム反射板の形態で巻き取られることになり、ホログラムの複製とは別な後工程にてホログラム層（感光材料）と光反射層との積層一体処理が行なわれる従来の一般的な方法よりもホログラム反射板の生産性が向上する。
【００３６】
また、光反射層として金属を用いた場合には、露光複製が行なわれた感光材料の現像もしくは定着の工程で加熱が必要な際、金属の熱伝導性が高いことによって、フィルム上の温度分布を一定にする作用効果も期待される。
当然、ホログラムの露光複製の手段（方法）としては、ロールツーロールでの複製が可能な本発明の方法が好適であることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
体積位相透過型ホログラムを複製する上で、ロールツーロールでの複製が可能となり、量産性の向上に有効な方法が提供される。
また、体積位相透過型ホログラムを用いてなるホログラム反射板の製造にあたっても、量産性の向上の上で好適な装置が提供される。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による体積位相透過型ホログラムの複製方法を示す説明図。
【図２】本発明によるホログラム反射板の製造装置を示す説明図。
【符号の説明】
１…シリンダー
２…ホログラム原版
３…複製用の光線
４…感光材料
５…押さえロール
６…シリンドリカルレンズ
７…ビームエキスパンダー
41…巻き出しロール
42…シリンダー
43…光反射層のラミネート部
48…巻き取りロール
50…感光フィルム
51…反射性フィルム
55…複製用の光線
【図１】
0004374679.tif 000002
【図２】
0004374679.tif 000003