JPH0667594A - ホログラム複製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、マスタホログラムから良好なホログ
ラムを複製するためのホログラム複製方法に関し、平行
度の調整を容易にして厚みむらを防止することにより良
好なホログラムを複製できるホログラム複製方法を提供
することを目的とする。 【構成】表面レリーフ型のホログラムに基づきスタンパ
１０を作成し、該スタンパ１０に樹脂１１を拡散させて
複製基板１２に転写することによりホログラムを複製す
るホログラム複製方法において、前記スタンパ１０のホ
ログラムが形成される面の一部に光を反射するモニタ領
域１０ａを設け、該モニタ領域１０ａへ照射された光の
反射光に応じて前記樹脂１１の厚みを調整しながらホロ
グラムを複製するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マスタホログラムから
良好なホログラムを複製するためのホログラム複製方法
に関する。

【０００２】近年、光学素子としてホログラムを用いた
種々の装置が開発され、実用に供されている。例えば、
ＰＯＳバーコードスキャナにおいては、ホログラムを用
いた光走査装置を搭載し、商品に付されたバーコードの
読み取りを行っている。また、レーザプリンタ等の光学
系への応用研究も活発である。

【０００３】かかるホログラムは取扱の手軽さもさるこ
とながら、複製可能という大きな利点を有することから
量産性に優れ、量産品の光学系等に適用するに好適なも
のとなっている。

【０００４】ところで、ホログラムを作成する際は、先
ずマスタホログラムを作成し、このマスタホログラムを
原盤として複製を作成するようになっているので、良質
のホログラムを複製できる方法が望まれている。

【０００５】

【従来の技術】従来、ホログラムの作成は、例えば二光
束干渉露光法で行っている。かかる方法で作成したホロ
グラムは、露光時に干渉縞の揺らぎがあると所望の仕様
を満足する回折格子が得られず、入力された光が回折す
る率の高いホログラム、即ち、高効率のホログラムが得
られにくい。

【０００６】かかる干渉縞の揺らぎは、周囲温度の変
化、光源の揺らぎ、風等に影響されて発生するものゆ
え、これら環境条件を一定に保つのは困難を究め、上記
二光束干渉露光法で良質の大量のホログラムを作成する
のは不可能に近い。

【０００７】そこで、ホログラムを安価且つ大量に作成
するためには、厳密な管理の下に二光束干渉露光法を用
いて干渉縞の揺らぎのないマスタホログラムを作成し、
このマスタホログラムから複製する技術が必須となって
いる。この複製技術については、屈折率変調型及び表面
レリーフ型の各ホログラムについて盛んに研究が行われ
ている。

【０００８】ホログラムの複製では、表面レリーフ型ホ
ログラムの複製の場合、先ず二光束干渉露光法で作成し
た揺らぎのないホログラムを作成し、次いで、このホロ
グラムの凹凸を逆にした例えば金属の金型を作成し、こ
れをスタンパとする。

【０００９】そして、上記方法で作成したスタンパに樹
脂（ホトポリマー）を滴下し、その上に複製基板を被せ
て樹脂を拡散せしめ、この拡散された樹脂を固めてスタ
ンパから剥離することにより、複製基板の上に樹脂によ
って干渉縞が形成されたホログラムが複製されるように
なっている。

【００１０】しかしながら、例えば図４に示すように、
樹脂５１が滴下されたスタンパに複製基板５２を被せた
際に、スタンパと複製基板５２とが平行に保たれない
と、厚みむらのある樹脂５１でホログラム５３が形成さ
れる。

【００１１】かかる厚みむらのある樹脂５１で形成され
たホログラム５３に、光源５４から光を照射すると、本
来図示破線で示すように回折すべきところ、実線で示す
ように回折方向がずれてしまうという欠点があった。

【００１２】そこで、かかる欠点を除去するため、図５
に示すような厚み補正方法が考えられている。

【００１３】即ち、複製基板５２の両面に樹脂５１をつ
け、面精度の良好な別の基板（以下、「補正基板」とい
う）５５で挟み、この補正基板５５の傾きを補正機構５
６で調整して、補正基板５５とスタンパ５０の表面の平
行度を所定の範囲に保つ。かかる状態で樹脂５１を硬化
せしめ、その後スタンパ５０から剥離することにより厚
みむらを除去するというものである。

【００１４】この際、平行度の調整は、例えば図６に示
すような構成にて行われる。図において、５７は光源で
あり、５８はハーフミラーであり、５９はスクリーンで
ある。

【００１５】平行度の確認にあたっては、先ず、樹脂５
１が滴下される前のスタンパ５０からの反射光の位置を
求める。即ち、光源５７から出力された光は、ハーフミ
ラー５８で反射され、スタンパ５０に達する。そして、
このスタンパ５０で反射された光はハーフミラー５８を
透過してスクリーン５９上に結像するので、この結像位
置を記録しておく。

【００１６】次いで、スタンパ５０に樹脂５１を滴下し
て複製基板５２を被せ、さらに複製基板５２上に樹脂５
１を滴下して補正基板５５を被せる。この状態で光源５
７から光を出力する。光源５７から出力された光は、ハ
ーフミラー５８で反射され、補正基板５５に達する。そ
して、この補正基板５５で反射された光はハーフミラー
５８を透過してスクリーン５９上に結像する。

【００１７】ここで、先に記録しておいたスタンパ５０
からの反射光の結像位置と、補正基板５５からの結像位
置が異なる場合は、補正機構５６（図５参照）を駆動し
て結像位置が一致するように調整する。そして、上記両
結像位置が一致した時点でスタンパ５０と補正基板５５
が平行になったと判断する。

【００１８】しかし、この平行度の測定方法では、スタ
ンパ全域の平行度の確認が困難であるという欠点があっ
た。また、この方法では、例えば補正基板５５が１０秒
傾いても、反射光の結像位置ずれは、１０メートル先で
約１ミリメートル程度であり、精度が低いという欠点も
あった。

【００１９】また、別の平行度の確認方法として、図７
に示すように、スタンパ５０、樹脂５１、複製基板５
２、樹脂５１及び補正基板５５と順次積層された状態
で、コリメートしたレーザ光を照射し、スタンパ５０の
上面からの反射光と補正基板５５の上面からの反射光と
の干渉縞を観察しながら補正機構５６を作動せしめ、該
干渉縞を所定の仕様値に追い込む方法がある。

【００２０】この方法によれば、スタンパ５０の全域が
一度に観察できるので、スタンパ全域の平行度を一度に
確認できるという大きな利点がある。

【００２１】しかしながら、表面レリーフ型ホログラム
のスタンパ５０の表面にはホログラムパターンが設けら
れているので、入射光の散乱が激しく干渉縞の観察が容
易でないという欠点があった。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、平行度の調整を容易にして厚み
むらを防止することにより良好なホログラムを複製でき
るホログラム複製方法を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的を達成するために、図１に原理的に示すよう
に、表面レリーフ型のホログラムに基づきスタンパ１０
を作成し、該スタンパ１０に樹脂１１を拡散させて複製
基板１２に転写することによりホログラムを複製するホ
ログラム複製方法において、前記スタンパ１０のホログ
ラムが形成される面の一部に光を反射するモニタ領域１
０ａを設け、該モニタ領域１０ａへ照射された光の反射
光に応じて前記樹脂１１の厚みを調整しながらホログラ
ムを複製するように構成される。

【００２４】また、請求項２記載の発明は、表面レリー
フ型のホログラムに基づきスタンパ１０を作成し、該ス
タンパ１０に樹脂１１を拡散させて複製基板１２に転写
することによりホログラムを複製するホログラム複製方
法において、前記スタンパ１０のホログラムが形成され
る面の一部にモニタ領域１０ａを設け、前記スタンパ１
０に樹脂１１を介在させて複製基板１２を被せ、該複製
基板１２に更に樹脂１１を介在させて補正基板１３を被
せ、該補正基板１３側から光を照射して前記スタンパ１
０のモニタ領域１０ａからの反射光と前記補正基板１３
からの反射光との干渉縞を観察することにより前記樹脂
１１の厚みを調整しながらホログラムを複製するように
構成される。

【００２５】

【作用】請求項１記載の発明は、スタンパ１０の一部に
光を反射するモニタ領域１０ａを設け、該モニタ領域１
０ａからの反射光を利用して樹脂１１の平行度を調整し
ながらホログラムの複製を行うようにしたものである。

【００２６】これにより、従来のホログラムパターン領
域に光照射して平行度を調整する場合のように、照射光
が散乱されるのを抑止するように構成することができ、
従って樹脂１１の厚み調整が容易となり、良好なホログ
ラムの複製が可能となっている。

【００２７】また、請求項２記載の発明は、スタンパ１
０、樹脂１１、複製基板１２、樹脂１１及び補正基板１
３と順次重ね合わせ、補正基板１３の方から光を照射し
てスタンパ１０のモニタ領域１０ａ及び補正基板１３か
らの各反射光を干渉させ、干渉縞を観察しながらスタン
パ１０と補正基板１３の平行度、つまり樹脂１１の厚み
を調整しながらホログラムの複製を行うようにしたもの
である。

【００２８】干渉縞を観察しながら平行度を調整する方
法は、従来の技術でも説明したように、複製基板の全体
を観察でき、しかも非常に高精度で平行度を確認するこ
とができるという利点を有する。かかる利点に加え、上
記のようにモニタ領域１０ａを設けることにより干渉縞
のコントラストを向上せしめることができるので、平行
度の調整を一層容易に行うことができ、従って、良好な
ホログラムの複製が可能となっている。

【００２９】

【実施例】以下、本発明のホログラム複製方法の実施例
につき図面を参照しながら説明する。なお、図１と同一
又は相当部分には同一符号を付して説明する。

【００３０】図２は、本発明に係るホログラム複製方法
を、ディスクスタンパに適用した例を説明するための図
である。同図（Ａ）は、ディスクスタンパ１０を示して
いる。このスタンパの作成方法は周知であるので、ここ
での説明は省略する。

【００３１】図において、ディスクスタンパ１０ａは、
通常のホログラム領域１０ｂとモニタ領域１０ａとを有
して構成される。図では、ディスク１回転で６回のスキ
ャンを行うために、６つのファセットで構成されている
ディスクを示している。

【００３２】通常のホログラム領域１０ｂは、干渉縞に
よる凹凸の溝が形成された領域であり、光の回折により
種々の光学的機能を実現する部分である。

【００３３】モニタ領域１０ａは、ディスクの外周又は
内周、及び各ファセット間に設けられるホログラムパタ
ーンの形成されない領域である。このモニタ領域１０ａ
は、ホログラムパターンが皆無で平坦であることが望ま
しいが、浅い溝によるホログラムパターンが形成されて
いても構わない。

【００３４】かかる構成のスタンパ１０に、図１に示す
ように、樹脂１１が滴下され、この樹脂１１の上に複製
基板１２が載置され、さらに樹脂１１が滴下されて補正
基板１３が載置され、ホログラムの複製が行われること
になる。

【００３５】上記複製基板１２としては、ディスク状に
形成された、例えばガラスやアクリルの板等が用いられ
る。

【００３６】また、干渉縞が形成される樹脂は、例えば
紫外線を照射することにより硬化するホトポリマーを用
いる。このホトポリマーは、それが硬化された際の屈折
率が上記複製基板１２の屈折率と略同等となる材質を使
用する。これにより、補正基板１２と樹脂１１との接合
面が光の回折に与える影響を除去するようになってい
る。

【００３７】また、補正基板１３は、平面度が高く且つ
高反射率を有する、例えばガラス板等が用いられる。こ
の補正基板１３の図中上側には、従来例で説明したと同
様の補正機構（図示しない）が設けられ、補正基板１３
を押圧できるようになっている。

【００３８】以上のような構成において、ホログラムの
複製は、次のように行われる。

【００３９】先ず、用意されたディスクスタンパ１０の
通常のホログラム領域１０ｂ上に、樹脂（ホトポリマ
ー）１１を滴下する。次いで、その上に複製基板１２を
被せる。さらに、複製基板１２上に樹脂１１を滴下し、
補正基板１３を載置する。

【００４０】かかる状態で、補正基板１３の平行度を調
整する作業を行う。即ち、補正基板１３の図中上側か
ら、コリメートされた光、例えばレーザ光を照射する
（図１参照）。この際、補正基板１３、樹脂１１、複製
基板１２及び樹脂１１を透過したコリメート光は、スタ
ンパ１０のモニタ領域１０ａに照射されるように、光路
が調整される。

【００４１】上記コリメート光の一部は、補正基板１３
上面で反射され、他の一部は補正基板１３、樹脂１１、
複製基板１２及び樹脂１１を透過してスタンパ１０のモ
ニタ領域１０ａで反射される。このモニタ領域１０ａで
の反射は、モニタ領域１０ａにホログラムパターンが形
成されていないか、又はホログラムパターンの溝が浅い
ので光の散乱が抑止され、効率良い反射が行われる。

【００４２】モニタ領域１０ａで反射された光は、樹脂
１１、複製基板１２、樹脂１１及び補正基板１３を透過
して、該補正基板１３の外部へ出射される。

【００４３】この際、補正基板１３とスタンパ１０とが
完全に平行であれば、補正基板１３で反射された光とス
タンパ１０のモニタ領域１０ａで反射された光とも平行
光となり、光の干渉は生じない。従って、反射光側から
見ても、干渉縞は観察できない。

【００４４】ところが、補正基板１３とスタンパ１０と
の間に傾きがあると干渉縞が観察され、この干渉縞の本
数は傾きの程度に応じて異なる。そこで、干渉縞の本数
を観察しながら補正機構を作動せしめ、干渉縞の本数を
適正に調整することにより補正基板１３の傾きを調整す
る。

【００４５】ところで、光の干渉による干渉縞の本数
は、光の波長のオーダーで変化する。従って、補正機構
を用いて補正基板１３とスタンパ１０とを完全に平行に
調整することは困難を究める。

【００４６】そこで、該ホログラムの使用目的に応じ
て、所定の範囲内での平行度が得られるように調整す
る。

【００４７】例えば、該ホログラムをレーザプリンタの
光走査装置として用いる場合は、光ビームが結像される
ドラムの上で、横線が直線に引けるためには、図２
（Ｂ）に示すように、ファセット間の干渉縞が所定本数
以下であるように調整する。

【００４８】また、光ビームが結像されるドラムの上
で、縦線が直線に引けるためには、図２（Ｃ）に示すよ
うに、ホログラムディスクの外周の干渉縞が所定本数以
下であるように調整する。

【００４９】このようにして、補正基板１３とスタンパ
１０との平行度、ひいては複製基板１２上に形成された
樹脂１１によるホログラムの平行度が所定範囲内である
ように調整した後、例えば紫外線を照射して樹脂を固化
させる。次いで、硬化された樹脂１１が接着された複製
基板１２をディスクスタンパ１０から剥離し、ホログラ
ムの複製を完了する。

【００５０】このように、スタンパ１０の一部にホログ
ラムパターンの無い、又は溝の浅いホログラムパターン
でなるモニタ領域１０ａを形成し、該モニタ領域１０ａ
からの反射光と補正基板１３からの反射光との干渉によ
り干渉縞を生じさせるようにしたので、コントラストの
高い干渉縞が得られるものとなっている。

【００５１】従って、干渉縞本数を数えるのが容易とな
り、補正基板１３とスタンパ１０との平行度、ひいては
複製基板１２上に形成された樹脂１１によるホログラム
の平行度が所定範囲内であるように調整容易となるの
で、全域について厚みむらのない良好なホログラムの複
製が容易に行えるものとなっている。

【００５２】図３は、本発明に係るホログラム複製方法
を、プレートスタンパに適用した例を説明するための図
である。図において、プレートスタンパ１０も、通常の
ホログラム領域１０ｂとモニタ領域１０ａとを有して構
成される。

【００５３】通常のホログラム領域１０ｂは、上述した
ように、干渉縞による凹凸の溝が形成された領域であ
り、光の回折により種々の光学的機能を実現する部分で
ある。この通常のホログラム領域１０ｂは、プレートの
内側に設ける。

【００５４】モニタ領域１０ａも、上述したように、ホ
ログラムパターンの形成されない領域であり、プレート
の外周に設けられる。このモニタ領域１０ａは、ホログ
ラムパターンが皆無で平坦であることが望ましいが、浅
い溝によるホログラムパターンが形成されていても構わ
ない。

【００５５】上記のように構成されるプレートスタンパ
１０を用いたホログラムの複製においては、図中左右及
び上下のモニタ領域１０ａの干渉縞を観察することによ
り、上記ディスクスタンパと同様に、補正基板１３とス
タンパ１０との平行度、ひいては複製基板１２上に形成
された樹脂１１によるホログラムの平行度が所定範囲内
であるように調整容易となるので、全域について厚みむ
らのない良好なホログラムの複製が容易に行えるものと
なっている。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば平
行度の調整を容易にして厚みむらを防止することにより
良好なホログラムを複製できるホログラム複製方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明のホログラム複製方法の実施例を説明す
るための図である。

【図３】本発明のホログラム複製方法の他の実施例を説
明するための図である。

【図４】従来のホログラムの厚みむらの影響を説明する
ための図である。

【図５】従来のホログラムの厚みむらの補正方法を説明
をするための図である。

【図６】従来のホログラムの厚みむらの確認方法の一例
を説明をするための図である。

【図７】従来のホログラムの厚みむらの確認方法の他の
例を説明をするための図である。

【符号の説明】

１０ スタンパ １０ａ モニタ領域 １１ 樹脂 １２ 複製基板 １３ 補正基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面レリーフ型のホログラムに基づきス
   タンパ(10)を作成し、該スタンパ(10)に樹脂(11)を拡散
   させて複製基板(12)に転写することによりホログラムを
   複製するホログラム複製方法において、 前記スタンパ(10)のホログラムが形成される面の一部に
   光を反射するモニタ領域(10a) を設け、 該モニタ領域(10a) へ照射された光の反射光に応じて前
   記樹脂(11)の厚みを調整しながらホログラムを複製する
   ことを特徴とするホログラム複製方法。
2. 【請求項２】 表面レリーフ型のホログラムに基づきス
   タンパ(10)を作成し、該スタンパ(10)に樹脂(11)を拡散
   させて複製基板(12)に転写することによりホログラムを
   複製するホログラム複製方法において、 前記スタンパ(10)のホログラムが形成される面の一部に
   モニタ領域(10a) を設け、 前記スタンパ(10)に樹脂(11)を介在させて複製基板(12)
   を被せ、 該複製基板(12)に更に樹脂(11)を介在させて補正基板(1
   3)を被せ、 該補正基板(13)側から光を照射して前記スタンパ(10)の
   モニタ領域(10a) からの反射光と前記補正基板(13)から
   の反射光との干渉縞を観察することにより前記樹脂(11)
   の厚みを調整しながらホログラムを複製することを特徴
   とするホログラム複製方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記スタンパ
   (10)に設けられるモニタ領域(10a) は、ホログラムパタ
   ーンのない平坦な領域又は浅い溝形状のホログラムパタ
   ーン領域であることを特徴とするホログラム複製方法。