JP3519860B2 - ホログラム板の製造方法 - Google Patents
ホログラム板の製造方法Info
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C45/26—Moulds
- B29C45/37—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings
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-
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラム板の製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホログラムパターン、所謂グレーティン
グを一方の面側に配置したホログラム素子が、種々の光
学装置、例えばオーバヘッドプロジェクタ、レーザビー
ムスキャナや光ピックアップ装置に組み込まれ、実用化
されている。これら光学装置において特に光ピックアッ
プ装置のようにホログラム素子の大きさが高々数mmの四
方の場合、そのホログラム素子を製造することは、非常
に難しく、光ピックアップ装置の製品コストを高くする
要因になっている。
グを一方の面側に配置したホログラム素子が、種々の光
学装置、例えばオーバヘッドプロジェクタ、レーザビー
ムスキャナや光ピックアップ装置に組み込まれ、実用化
されている。これら光学装置において特に光ピックアッ
プ装置のようにホログラム素子の大きさが高々数mmの四
方の場合、そのホログラム素子を製造することは、非常
に難しく、光ピックアップ装置の製品コストを高くする
要因になっている。
【０００３】その理由の一つとして、従来のホログラム
素子の一般的な製造方法は基板に対してリソグラフィ技
術を利用して直接ホログラムパターンを刻設する方法が
取られており、製造工程が煩雑であることによる。
素子の一般的な製造方法は基板に対してリソグラフィ技
術を利用して直接ホログラムパターンを刻設する方法が
取られており、製造工程が煩雑であることによる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなホログラム
素子を組み込んだ機器の市場における価格要求は厳し
く、価格競争力を持たせるためにホログラム素子の製造
コストの更なる削減が望まれている。
素子を組み込んだ機器の市場における価格要求は厳し
く、価格競争力を持たせるためにホログラム素子の製造
コストの更なる削減が望まれている。
【０００５】本発明は、前記製造コストの削減を図るこ
とを目的として為されたものである。
とを目的として為されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
製造方法は、多数のホログラムパターンと分割線を少な
くとも一方の面側に形成する円盤状のホログラム板を成
型用金型を利用した樹脂成型により製造するホログラム
板の製造方法であって、前記円盤状のホログラム板は、
成型用金型に囲繞されたキャビティに樹脂を充填するこ
とにより、ホログラム板の周囲の一部に分割の方向性を
決定する位置決め用の切欠部が同時に成型され、斯る成
型において前記ホログラムパターンの形状を決定する前
記金型の部位は共通金型に対して微細なホログラムパタ
ーンが形成されて交換自在であることを特徴とする。
製造方法は、多数のホログラムパターンと分割線を少な
くとも一方の面側に形成する円盤状のホログラム板を成
型用金型を利用した樹脂成型により製造するホログラム
板の製造方法であって、前記円盤状のホログラム板は、
成型用金型に囲繞されたキャビティに樹脂を充填するこ
とにより、ホログラム板の周囲の一部に分割の方向性を
決定する位置決め用の切欠部が同時に成型され、斯る成
型において前記ホログラムパターンの形状を決定する前
記金型の部位は共通金型に対して微細なホログラムパタ
ーンが形成されて交換自在であることを特徴とする。
【０００７】本発明の請求項２に係る製造方法では、前
記交換自在な金型の部位は電鋳法により作成される。
記交換自在な金型の部位は電鋳法により作成される。
【０００８】また、本発明の請求項３に係る製造方法で
は前記電鋳法により作成される金型の部位はニッケルを
主体とする金属から形成される。
は前記電鋳法により作成される金型の部位はニッケルを
主体とする金属から形成される。
【０００９】
【実施の形態】図１は、本発明製造方法を説明するため
の樹脂成型工程を示す模式図、図２は斯る樹脂成型工程
により製造されるホログラム板の正面図、図３はホログ
ラム板のホログラム素子への分割を示す模式図、図４は
ホログラム素子のホログラムパターンの一例を示す拡大
断面図である。
の樹脂成型工程を示す模式図、図２は斯る樹脂成型工程
により製造されるホログラム板の正面図、図３はホログ
ラム板のホログラム素子への分割を示す模式図、図４は
ホログラム素子のホログラムパターンの一例を示す拡大
断面図である。
【００１０】図１の樹脂成型工程において、分割可能な
第１・第２成型用金型１、２が結合し、それらの囲繞に
より中央に形成されたキャビティ３に第２成型用金型２
の中央に設けられた注入口４から摂氏２００度程度に保
持された溶融状態の熱可塑性樹脂（例えばアクリル樹
脂）が２００ｋｇ/ｃｍ2の圧力で液密的に充填される。
充填が終了すると、その樹脂材料の硬化条件により決定
される温度プログラムに基づき所定時間冷却保持され、
所定形状のホログラムパターンを第１成型金型１に面す
る側の表面に多数配置したホログラム板５が成型され
る。
第１・第２成型用金型１、２が結合し、それらの囲繞に
より中央に形成されたキャビティ３に第２成型用金型２
の中央に設けられた注入口４から摂氏２００度程度に保
持された溶融状態の熱可塑性樹脂（例えばアクリル樹
脂）が２００ｋｇ/ｃｍ2の圧力で液密的に充填される。
充填が終了すると、その樹脂材料の硬化条件により決定
される温度プログラムに基づき所定時間冷却保持され、
所定形状のホログラムパターンを第１成型金型１に面す
る側の表面に多数配置したホログラム板５が成型され
る。
【００１１】この実施例で形成されたホログラム板５は
図２に示す如く、円盤状をなし、その一方の面に多数
（数１００個以上）のホログラムパターン６、６・・・
が樹脂成型により形成されている。従って、ホログラム
板５は図２で格子状に描かれた分割線７、７、・・・に
沿って、後工程で図３に示す如く数mm角の個々のホログ
ラム素子８、８・・・にダイシングソーにより分割する
必要があり、そのために円盤状のホログラム板５はその
周囲の一部に分割の方向性を決定する、即ち位置決め用
の切欠部９が樹脂成型のときに同時に形成されている。
なお、図２においてホログラムパターン６、６、・・・
は一部の分割線７、７・・・に囲まれた領域にしか描写
されていないが実際はホログラム板５の周辺部及び中心
部を除き形成されている。
図２に示す如く、円盤状をなし、その一方の面に多数
（数１００個以上）のホログラムパターン６、６・・・
が樹脂成型により形成されている。従って、ホログラム
板５は図２で格子状に描かれた分割線７、７、・・・に
沿って、後工程で図３に示す如く数mm角の個々のホログ
ラム素子８、８・・・にダイシングソーにより分割する
必要があり、そのために円盤状のホログラム板５はその
周囲の一部に分割の方向性を決定する、即ち位置決め用
の切欠部９が樹脂成型のときに同時に形成されている。
なお、図２においてホログラムパターン６、６、・・・
は一部の分割線７、７・・・に囲まれた領域にしか描写
されていないが実際はホログラム板５の周辺部及び中心
部を除き形成されている。
【００１２】図４に示されたホログラム素子８のホログ
ラムパターン６は、光ピックアップ用のレンズとして作
用すべく、中心から周囲に向かう鋸歯状のグレーティン
グ溝が同心円状に数μm程度の可変ピッチで微細に設け
られている。このホログラムパターン自体は公知であ
り、また同様の光ピックアップ用のパターンとして、レ
ーザビームを３分割するビームスプリッタ（３分割回折
格子）として作用する場合には、それに応じたグレーテ
ィング溝のパターンを有する。更にホログラムパターン
は素子の両面に各々異なる機能を実現すべく設けられて
いても良い。何れにしろ、これらのホログラムパターン
を規定するグレーティング溝は微細な凹凸パターンであ
る。
ラムパターン６は、光ピックアップ用のレンズとして作
用すべく、中心から周囲に向かう鋸歯状のグレーティン
グ溝が同心円状に数μm程度の可変ピッチで微細に設け
られている。このホログラムパターン自体は公知であ
り、また同様の光ピックアップ用のパターンとして、レ
ーザビームを３分割するビームスプリッタ（３分割回折
格子）として作用する場合には、それに応じたグレーテ
ィング溝のパターンを有する。更にホログラムパターン
は素子の両面に各々異なる機能を実現すべく設けられて
いても良い。何れにしろ、これらのホログラムパターン
を規定するグレーティング溝は微細な凹凸パターンであ
る。
【００１３】従って、ホログラム板５に斯る微細なホロ
グラムパターン６を形成すべく金型側にその反転微細パ
ターン（凹凸状態の反転パターン）が形成されている。
この金型側の微細パターンはホログラム板５の一方の面
全面に対応して形成されるものであり、そのパターンは
微細化と一枚のホログラム板５から多数のホログラム素
子８、８・・・を製造するための大面積化、更には異な
るパターンへの対応をも考慮して、第１金型１の共通金
型１ａに平板状のパターン金型１ｂがその全周囲に亘っ
て保持部材１ｃにより交換自在に保持されている。即
ち、微細パターンを形成するに当たり、平板を使用する
ことにより大面積化に対しても加工性に富む。
グラムパターン６を形成すべく金型側にその反転微細パ
ターン（凹凸状態の反転パターン）が形成されている。
この金型側の微細パターンはホログラム板５の一方の面
全面に対応して形成されるものであり、そのパターンは
微細化と一枚のホログラム板５から多数のホログラム素
子８、８・・・を製造するための大面積化、更には異な
るパターンへの対応をも考慮して、第１金型１の共通金
型１ａに平板状のパターン金型１ｂがその全周囲に亘っ
て保持部材１ｃにより交換自在に保持されている。即
ち、微細パターンを形成するに当たり、平板を使用する
ことにより大面積化に対しても加工性に富む。
【００１４】この実施例によるパターン金型１ｂはフォ
トリソグラフィ手法と物理的気相成長（ＰＶＤ）法を組
み合わせた電鋳法により形成される。即ち、フォトリソ
グラフィ手法によりホログラム板５のホログラムパター
ン６と同じ微細パターンを有する基板を形成した後、そ
の微細パターン面に対して、スパッタリングや真空蒸着
により銀、銅またはニッケルなどをごく薄く付着させ、
その後電気メッキでニッケルまたはそれを主体とする合
金からなる耐久性に富む金属を厚み０．２〜３ｍｍ堆積
させ薄板状と成し、基板からその金属薄板を分離させ
る。然る後、金属薄板の背面（微細パターンと対向する
面）に対して、研磨を施し、その背面を鏡面とする。こ
のパターン金型１ｂの背面鏡面研磨は、この背面が当接
する共通金型１ａに対する鏡面研磨と相まって、微細パ
ターンの位置精度を高めるものである。
トリソグラフィ手法と物理的気相成長（ＰＶＤ）法を組
み合わせた電鋳法により形成される。即ち、フォトリソ
グラフィ手法によりホログラム板５のホログラムパター
ン６と同じ微細パターンを有する基板を形成した後、そ
の微細パターン面に対して、スパッタリングや真空蒸着
により銀、銅またはニッケルなどをごく薄く付着させ、
その後電気メッキでニッケルまたはそれを主体とする合
金からなる耐久性に富む金属を厚み０．２〜３ｍｍ堆積
させ薄板状と成し、基板からその金属薄板を分離させ
る。然る後、金属薄板の背面（微細パターンと対向する
面）に対して、研磨を施し、その背面を鏡面とする。こ
のパターン金型１ｂの背面鏡面研磨は、この背面が当接
する共通金型１ａに対する鏡面研磨と相まって、微細パ
ターンの位置精度を高めるものである。
【００１５】斯るパターン金型１ｂの形成に関して、こ
のような電鋳法の他に金属平板を準備し、直接その表面
に対してレーザビーム手法やフォトリソグラフィ手法に
より微細パターンを形成しても良いが電鋳による作成が
経済的である。
のような電鋳法の他に金属平板を準備し、直接その表面
に対してレーザビーム手法やフォトリソグラフィ手法に
より微細パターンを形成しても良いが電鋳による作成が
経済的である。
【００１６】このようにパターン金型１ｂはそのパター
ンの加工性で、パターン金型１ｂを使用せず金型に直接
パターンを形成する場合と比較して有利である。更に、
種々のパターンに対応する場合、そのパターン専用の金
型を作成すると、その金型費用がホログラム板５の製造
コストに上乗せされるため、コスト削減の一つの障壁と
なる。
ンの加工性で、パターン金型１ｂを使用せず金型に直接
パターンを形成する場合と比較して有利である。更に、
種々のパターンに対応する場合、そのパターン専用の金
型を作成すると、その金型費用がホログラム板５の製造
コストに上乗せされるため、コスト削減の一つの障壁と
なる。
【００１７】それに対して、この実施例ではホログラム
パターン６のパターン（形状）を決定する第１金型１の
部位を共通金型１ａに対して交換自在とすることによ
り、パターン加工費、パターンの補修費、交換費用を含
めトータル的な製造コストの削減を図っている。
パターン６のパターン（形状）を決定する第１金型１の
部位を共通金型１ａに対して交換自在とすることによ
り、パターン加工費、パターンの補修費、交換費用を含
めトータル的な製造コストの削減を図っている。
【００１８】そして、パターン金型１ｂを交換自在とす
ることで種々のパターンの製造もそれの変更のみで対応
することができ、多品種（多パターン）少量生産につい
ても安価な金型代で済む。
ることで種々のパターンの製造もそれの変更のみで対応
することができ、多品種（多パターン）少量生産につい
ても安価な金型代で済む。
【００１９】更にこの金型では、製造コストの削減を達
成すべく、第１金型１のパターン金型１ｂをその外周で
保持し、ホログラム板５の外形形状を規定する保持部材
１ｃが種々のホログラム板５の外形形状（異なるサイズ
も含む）に対応すべく共通金型１ａに対して交換自在と
なっている。即ち、微細パターンが共通で外形形状のみ
異なる場合、先に使用されていた保持部材１ｃに代えて
所望の保持部材１ｃを共通金型１ａにセットし、第２金
型２をその形状に対応するものに交換するだけで、異な
るホログラム板５の製造が可能となる。
成すべく、第１金型１のパターン金型１ｂをその外周で
保持し、ホログラム板５の外形形状を規定する保持部材
１ｃが種々のホログラム板５の外形形状（異なるサイズ
も含む）に対応すべく共通金型１ａに対して交換自在と
なっている。即ち、微細パターンが共通で外形形状のみ
異なる場合、先に使用されていた保持部材１ｃに代えて
所望の保持部材１ｃを共通金型１ａにセットし、第２金
型２をその形状に対応するものに交換するだけで、異な
るホログラム板５の製造が可能となる。
【００２０】また、ホログラムパターンをホログラム板
の両面に設ける場合、第２金型２にも第１金型１と同様
にパターン金型１ｂを交換自在に着脱する構成としても
良い。
の両面に設ける場合、第２金型２にも第１金型１と同様
にパターン金型１ｂを交換自在に着脱する構成としても
良い。
【００２１】尚、この図１に示された実施例では第２金
型２の突出部位２ａを、第１金型１に勘合させキャビテ
ィ３を形成する構成としていたが、前記突出部位２ａを
突出させることなく平坦とすることによって、前述の異
なる形状のホログラム板５の製造に際して第２金型２も
交換する必要がなくなり、金型の共用化が更に促進さ
れ、製造コストの削減が図れる。
型２の突出部位２ａを、第１金型１に勘合させキャビテ
ィ３を形成する構成としていたが、前記突出部位２ａを
突出させることなく平坦とすることによって、前述の異
なる形状のホログラム板５の製造に際して第２金型２も
交換する必要がなくなり、金型の共用化が更に促進さ
れ、製造コストの削減が図れる。
【００２２】また、この実施例では、一組の金型から１
個のホログラム板５の製造について説明したが、これに
限定されるものではなく、保持部材１ｃの形状に工夫を
凝らすことにより複数個の製造にも対応することがで
き、また同時に異なった形状（サイズ）や異なったホロ
グラムパターンのホログラム板５も製造することが可能
であり、その場合金型のサイズを考慮して組み合わせを
決定すればその金型の利用効率の向上が図れ、より一層
の製造コストの削減が図れる。
個のホログラム板５の製造について説明したが、これに
限定されるものではなく、保持部材１ｃの形状に工夫を
凝らすことにより複数個の製造にも対応することがで
き、また同時に異なった形状（サイズ）や異なったホロ
グラムパターンのホログラム板５も製造することが可能
であり、その場合金型のサイズを考慮して組み合わせを
決定すればその金型の利用効率の向上が図れ、より一層
の製造コストの削減が図れる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の製造方法に
よれば、ホログラム素子の製造コストの削減が図れ、安
価なホログラム利用機器を提供することができる。
よれば、ホログラム素子の製造コストの削減が図れ、安
価なホログラム利用機器を提供することができる。
【図１】本発明製造方法の樹脂成型工程を示す模式図で
ある。
ある。
【図２】本発明製造方法により製造されるホログラム板
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図３】本発明製造方法により製造されるホログラム板
のホログラム素子への分割を示す模式図である。
のホログラム素子への分割を示す模式図である。
【図４】ホログラム素子のホログラムパターンの一例を
示す拡大断面図である。
示す拡大断面図である。
１ 第１金型
１ａ 共通金型
１ｂ パターン金型
１ｃ 保持部材
２ 第２金型
３ キャビティ
４ 注入口
５ ホログラム板
６ ホログラムパターン
７ 分割線
８ ホログラム素子
９ 切欠部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭62−233234（ＪＰ，Ａ)
特表 平３−503811（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03H 1/04
B29C 33/38
B29D 11/00
Claims (3)
- 【請求項１】 多数のホログラムパターンと分割線を少
なくとも一方の面側に形成する円盤状のホログラム板を
成型用金型を利用した樹脂成型により製造するホログラ
ム板の製造方法であって、 前記円盤状のホログラム板は、成型用金型に囲繞された
キャビティに樹脂を充填することにより、ホログラム板
の周囲の一部に分割の方向性を決定する位置決め用の切
欠部が同時に成型され、斯る成型において前記ホログラ
ムパターンの形状を決定する前記金型の部位は共通金型
に対して微細なホログラムパターンが形成されて交換自
在であるホログラム板の製造方法。 - 【請求項２】 前記交換自在な金型の部位は電鋳法によ
り作成される請求項１記載のホログラム板の製造方法。 - 【請求項３】 前記電鋳法により作成される金型の部位
はニッケルを主体とする金属から形成される請求項２記
載のホログラム板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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