JP2005292307A

JP2005292307A - 多面付けホログラムの製造方法及び多面付けホログラム

Info

Publication number: JP2005292307A
Application number: JP2004104611A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Matsuyama; 哲也松山
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】繋ぎ目部分が視認されにくい多面付けホログラムを提供する。
【解決手段】本発明の多面付けホログラム３は、単位干渉縞２、４が互いに隣接するように連続して形成された多面付けホログラム３であって、隣接する単位干渉縞４、４の接続部周辺６における輝度が、その接続部５を構成するいずれか一方の単位干渉縞４ａの輝度から他方の単位干渉縞４ｂの輝度へ向かって徐々に変化する。
【選択図】図３

Description

本発明は、多面付けホログラムの製造方法、及び多面付けホログラムに関する。

多面付けホログラムの製造方法としては、ホログラム原版に形成された単位干渉縞を、連続して転写することにより、当該単位干渉縞を大面積化して多面付けホログラムを得る方法が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２９２７０９号公報

しかし、この従来の方法では、隣接する転写面の接続部の輝度差により、繋ぎ目部分が目立ってしまうことが多く、繋ぎ目部分の境界線を視認させない大面積ホログラム、特に地模様等の繰り返しパターンを有する大面積ホログラムを得ることは困難であった。

そこで、本発明は、繋ぎ目部分が目立たない多面付けホログラムの製造方法及び繋ぎ目部分が目立たない多面付けホログラムを提供する。

本発明は、以下の方法により上述した課題を解決する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の多面付けホログラム（３）は、単位干渉縞（２、４）が互いに隣接するように連続して形成された多面付けホログラムであって、隣接する前記単位干渉縞の接続部周辺（６）における輝度が、その接続部（５）を構成するいずれか一方の前記単位干渉縞の輝度から他方の前記単位干渉縞の輝度へ向かって徐々に変化することにより上記の課題を解決する。

本発明により、多面付けホログラムにおける隣接する単位干渉縞の接続部周辺における輝度がいずれか一方の単位干渉縞の輝度から他方の単位干渉縞の輝度へ向かって徐々に変化するので、当該接続部周辺における輝度は滑らかに変化する。これにより、接続部周辺における輝度ムラが単純に輝度の絶対値が異なることにより発生する場合であっても、回折角がずれているために観察角度によって発生する場合であっても、輝度を滑らかに変化させることができる。

即ち、いかなる方向から入射する光によっても、いかなる方向から観察した場合であっても、繋ぎ目部分に発生する輝度差を滑らかに変化させることができ、当該繋ぎ目によって構成される多面付けホログラムは、単位干渉縞間の輝度ムラによる繋ぎ目が殆ど視認されない。「単位干渉縞」とは、多面付けホログラムを製造するために使用される所定の大きさを有するホログラム原版に施された干渉縞の単位である。また、「ホログラム」には、一様の凹凸パターンである回折格子及び所定の形状を形成する干渉縞を含む。

また、前記接続部周辺は、前記一方の単位干渉縞の端部分（６ａ）と前記他方の単位干渉縞の端部分（６ｂ）とが交互に入り組むような状態で接続されていてもよい。これにより、接続部の境界線があいまいになり、隣接する２つの単位干渉縞の輝度差をより緩衝させることができ、接続部周辺の輝度が滑らかに変化する。

本発明の多面付けホログラムの製造方法は、ホログラム原版（１）の表面に形成された単位干渉縞（２）を、互いに隣接するように連続して被転写体（１０）へ転写することにより形成される多面付けホログラム（３）の製造方法であって、転写されて隣接する前記単位干渉縞（４ａ、４ｂ）の接続部周辺（６）における輝度が、その接続部（５）を構成するいずれか一方の前記単位干渉縞の輝度から他方の前記単位干渉縞の輝度へ向かって徐々に変化するように、前記接続部周辺が形成されることにより上記の課題を解決する。

本発明により製造される多面付けホログラムは、隣接する単位干渉縞の接続部周辺が、その輝度について一方の単位干渉縞の輝度から他方の単位干渉縞の輝度に向かって徐々に変化するように製造されるので、ホログラム原版の単位干渉縞がそのまま接続された場合に生じる単位干渉縞間の輝度差は緩衝され、接続部周辺の輝度は滑らかに変化する。従って、被転写体へ転写された単位干渉縞間の繋ぎ目の目立たない多面付けホログラムを得ることができる。「単位干渉縞」及び「ホログラム」の概念は上述した通りである。

前記被転写体は基材層（１０ａ）に溶融層（１０ｂ）が積層され、前記溶融層と前記ホログラム原版の前記表面とを重ね合わせ、その重ね合わせた部分にエネルギー線（Ｌ）を照射し、そのエネルギー線の熱に基づいて前記溶融層を溶融させつつ、そのエネルギー線を前記単位干渉縞の干渉縞をなぞるように移動させることにより、前記干渉縞を前記被転写体へ順次転写してもよい。

これにより、エネルギー線の熱に基づいてホログラム原版の単位干渉縞を被転写体へ転写させ、この転写を繰り返すことによって多面付けホログラムを製造する。エネルギー線の照射範囲を単位干渉縞の干渉縞をなぞるように移動させることにより、溶融層が溶かされた箇所から順次干渉縞が溶融層へ転写される。エネルギー線による加熱は照射範囲が小さいため局所的であり、また加圧する必要もないので、加熱及び加圧による被転写体への影響はほとんどない。

従って、発明者は単位干渉縞が隣接するように連続して転写されることにより形成される多面付けホログラムの単位干渉縞の繋ぎ目部分が目立つ理由の１つに干渉縞の形状荒れがあることを発見したが、エネルギー線による転写方法によれば、干渉縞の形状の変形を最小限に抑えることができ、繋ぎ目部分のより目立たない多面付けホログラムを得ることができる。「エネルギー線の熱」とは、エネルギー線自体が熱を有する場合と、エネルギー線によって照射範囲が発熱する場合とを含む。

以上説明したように、本発明によれば、隣接する単位干渉縞の接続部周辺における輝度が、その接続部を構成するいずれか一方の前記単位干渉縞の輝度から他方の前記単位干渉縞の輝度へ向かって変化することにより、繋ぎ目の目立たない多面付けホログラム等を提供することができる。

図１（ａ）は本形態におけるホログラム原版１を示す。ホログラム原版１の表面にはホログラム像を形成する単位干渉縞２が一面に形成されている。本形態の単位干渉縞２は、ホログラム像として地模様等の繰り返しパターンを形成するものであり、方向Ａに一律に輝度ムラが存在する。ホログラム原版１の単位干渉縞２が連続して隣接するように転写されることによって形成された多面付けホログラム３を図１（ｂ）に示す。以下、多面付けホログラム３において、１つの単位干渉縞２が転写されて形成される範囲に相当する部分を転写面４という。多面付けホログラム３は、転写面４が水平方向に３面、垂直方向に３面の計９面で構成されている。以下、ホログラム原版１の単位干渉縞２を単にホログラム原版１という。

上述したようにホログラム原版１には方向Ａに輝度ムラがあるため、ホログラム原版１の向きを変えずにそのまま連続して方向Ａに転写すると、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、隣接する転写面４ａ´、４ｂ´の接続部５´に輝度差ｄが生じる。尚、（ｂ）は接続部５´を挟んだ幅αの部分の輝度値を示す輝度グラフであり、縦軸は輝度値、横軸は位置を示す。この輝度差ｄを緩衝すべく、多面付けホログラム３における方向Ａに関して接続された転写面４、４には、図３に示すような２つの転写面４、４が接続する接続部５の周辺に幅βの輝度融合部６が存在する。

以下、多面付けホログラム３における隣接する２つの転写面４、４を特に区別する必要がある時は、転写面４ａ及び転写面４ｂという。また、輝度融合部６を構成する転写面４ａ、４ｂの部分を端部６ａ、６ｂとそれぞれいう。輝度融合部６では、接続部５を構成する転写面４ａの端部６ａと転写面４ｂの端部６ｂとが交互に入り組み、転写面４ａと転写面４ｂとが噛合うように接続されている。

輝度融合部６の構成について更に詳しく説明すると、転写面４ａの端部６ａ及び転写面４ｂの端部６ｂのそれぞれの輝度融合部６に占める面積は等しく、端部６ａは転写面４ｂに向かって段々と面積が減少し、端部６ｂは転写面４ｃに向かって段々と面積が減少するような形状が形成されている。この結果、当該形状が形成された輝度融合部６においては、図４に示すように、輝度が転写面４ａの輝度から転写面４ｂの輝度へ（又はその逆に）向かって滑らかに変化する。尚、図４は、輝度融合部６を挟んで幅γの輝度変化を示す輝度グラフである。

以下、ホログラム原版１を連続して転写することにより多面付けホログラム３を製造する方法について具体的に説明する。図５に示すように、本形態における被転写体１０は、基材層１０ａに溶融層１０ｂが積層された構造を有する。溶融層１０ｂはＷＡＸ等、レーザー光Ｌの熱によって溶融される素材で構成され、基材層１０ａはその熱によって溶融されない素材で構成されている。

被転写体１０の溶融層１０ｂ側とホログラム原版１の単位干渉縞２が施された面とを重ね合わせる。転写面４ａを転写する場合であれば、その転写面４ａに対応する位置にホログラム原版１を重ね合わせればよい。図５では転写面４ａが多面付けホログラム３の１行１列目に位置する場合が示されている。次に、レーザー光Ｌをホログラム原版１側から照射する。レーザー光Ｌの照射範囲Ｒが加熱されることにより、その照射範囲Ｒの溶融層１０ｂが溶融され、その照射範囲Ｒのホログラム原版１の凹凸パターンが溶融層１０ｂへ転写される。

レーザー光Ｌの移動に伴って照射範囲Ｒも移動するので、ホログラム原版１の干渉縞をレーザー光Ｌが移動した形状に転写することができる。レーザー光Ｌの移動及び照射に関する制御はコンピュータによって行う。レーザー光Ｌの移動速度や照射ピッチは、被転写体やホログラム原版１を構成する素材に応じて、溶融層１０ｂが溶融され、かつすぐに冷却される値を適宜設定すればよい。以下、レーザー光Ｌの照射範囲Ｒをホログラム原版１上で移動させることを「レーザー光Ｌで描く」という時がある。

ホログラム原版１を被転写体１０へ転写するには、ホログラム原版１を満遍なく照射できるように、所定の照射ピッチの複数のラインを描けばよい。図５はレーザー光Ｌが１本目のラインを描いているようすを示す。但し、Ａ方向に隣接される転写面４ｂ側のホログラム原版１の端１ａから幅βの部分においては、図３の輝度融合部６における転写面４ａの端部６ａの形状を描くようにレーザー光Ｌの移動を制御する。例えば、ホログラム原版１の端１ａまでラインを描く場合と、途中までのラインを描く場合とを繰り返すよう描けば当該形状を形成できる。

次に、転写面４ａに方向Ａに隣接する転写面４ｂの形成方法について説明する。図６に示すように、ホログラム原版１を、転写面４ａに隣接する転写面４ｂが位置すべき被転写体１０の位置に上述した要領で重ねる。この際、ホログラム原版１は、転写面４ａ側の端１ｂから幅βだけ転写面４ａと重なるように位置させる。図６では、説明の便宜上ホログラム原版１の位置が転写面４ａに対して垂直方向に少しずれて示されているが、実際には垂直方向に一致するように重ねる。

ホログラム原版１の位置を設定後、レーザー光Ｌによって転写面４ａの形成時と同じ要領で転写面４ｂを被転写体１０上に形成する。但し、端１ｂから幅βの部分においては、図３の転写面４ｂの端部６ｂが示す形状を描くようにレーザー光Ｌの移動を制御する。具体的には、端１ｂから幅βの部分に関しては転写面４ａが転写されていない部分を転写面４ｂで埋めるように転写面４ｂを形成する。これにより、図３に示すような転写面４ａの端部６ａと転写面４ｂの端部６ｂとで構成される幅βの輝度融合部６が形成され、転写面４ａと転写面４ｂとが輝度融合部６において噛合うように接続される。

尚、転写面４ｂの形成時には、端１ｂと反対側の端１ａから幅βの部分については、その次に方向Ａに関して接続される転写面４との輝度融合部６を形成するように干渉縞が転写されなければいけない。従って、転写面４ｂの形成時には、端１ａから幅βの部分に関しては、転写面４ａの形成時におけるホログラム原版１の端１ａから幅βの部分について行った転写と同様の転写を行って、端部６ａの形状を形成するようにエネルギー光Ｌを制御する。そして、転写面４ｂにＡ方向に関して隣接する転写面４の形成時には、ホログラム原版１を端１ｂから幅βだけ転写面４ｂと重ねて位置させ、端１ｂ側から幅βの部分に転写面４ｂの端部６ｂを形成した転写と同様の転写を行うようにエネルギー光Ｌを制御すれば良い。

以上の要領で、隣接する単位干渉縞２の接続部周辺に輝度融合部６を設ければ、繋ぎ目の目立たない多面付けホログラム３を得ることができる。尚、レーザー光Ｌの移動は上述したようにコンピュータによって制御されるため、端部６ａ及び端部６ｂの形状は、予め当該形状をコンピュータに読み込ませておくことによって、レーザー光Ｌの移動が端部６ａ又は端部６ｂの形状を描くように制御されることにより得ることができる。これら形状をレーザー光Ｌで描画する場合は、その解像度を２０μｍ以下にすることができ、２０μｍ角以下の細かな点で形成されたグラデーションパターンを用いて、２つのエリアを極めて滑らかに自然に融合させることができる。輝度融合部６の幅βの値は、輝度融合部６を設けることによって輝度差ｄが緩衝されて視認されなくなるような値を適宜設定すればよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。例えば、輝度融合部６において隣接する転写面４ａ、４ｂの端部６ａ、６ｂが形成する形状は、図４の輝度変化を示すような形状であれば、上述の形状に限らない。例えば、図７（ａ）〜（ｃ）に示すような形状でもよい。上述したようにレーザー光Ｌを利用して転写する場合、輝度融合部６の端部６ａ、６ｂの形状をコンピュータに読み込ませれば、係る形状を形成すべくレーザー光Ｌの移動を当該コンピュータに制御させることができる。従って、輝度融合部６の端部６ａ、６ｂの形状は被転写体１０や単位干渉縞２の種類によって適宜選択することが可能である。尚、輝度融合部６の形状は均一に変化させなくてもよく、意図的に濃淡をつけた絵画的パターンを用いて意匠性を高めることも可能である。

また、ホログラム原版１の単位干渉縞２の形状は矩形に限らず、複数の単位干渉縞２…２がある程度の長さに亘って隣接できる形状であればよい。また、単位干渉縞２の輝度ムラは、図１（ａ）に示すように方向Ａに輝度の絶対値が一律に変化する場合に限らず、２つの単位干渉縞２を接続した場合に、その繋ぎ目部分に輝度ムラが生じる態様であれば特に限定されない。被転写体１０は溶融層１０ｂが最上層であれば、２層以上の積層体であってもよい。レーザー光Ｌは被転写体１０の基材層１０ａ側から照射してもよい。

（ａ）は本形態で使用するホログラム原版を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示すホログラム原版１によって得られる多面付けホログラムを示す図である。（ａ）は輝度融合部設けずに連続して転写した２つの転写面を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す隣接する転写面の接続部周辺の輝度値を示す輝度グラフである。輝度融合部を示す図。図３に示す輝度融合部周辺の輝度値を示す輝度グラフである。レーザー光によって図１（ａ）に示すホログラム原版を被転写体へ転写するようすを示す図である。図５に示す転写方法によって、隣接する転写面を形成するようすを示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、輝度融合部における接続態様のバリエーションを示す図である。

符号の説明

１ホログラム原版
２単位干渉縞
３多面付けホログラム
４、４ａ、４ｂ転写面
６輝度融合部
１０被転写体
１０ｂ溶融層
Ｌレーザー光

Claims

単位干渉縞が互いに隣接するように連続して形成された多面付けホログラムであって、隣接する前記単位干渉縞の接続部周辺における輝度が、その接続部を構成するいずれか一方の前記単位干渉縞の輝度から他方の前記単位干渉縞の輝度へ向かって徐々に変化することを特徴とする多面付けホログラム。
前記接続部周辺は、前記一方の単位干渉縞の端部分と前記他方の単位干渉縞の端部分とが交互に入り組むような状態で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の多面付けホログラム。
ホログラム原版の表面に形成された単位干渉縞を、互いに隣接するように連続して被転写体へ転写することにより形成される多面付けホログラムの製造方法であって、転写されて隣接する前記単位干渉縞の接続部周辺における輝度が、その接続部を構成するいずれか一方の前記単位干渉縞の輝度から他方の前記単位干渉縞の輝度へ向かって徐々に変化するように、前記接続部周辺が形成されることを特徴とする多面付けホログラムの製造方法。
前記被転写体は基材層に溶融層が積層され、前記溶融層と前記ホログラム原版の前記表面とを重ね合わせ、その重ね合わせた部分にエネルギー線を照射し、そのエネルギー線の熱に基づいて前記溶融層を溶融させつつ、そのエネルギー線を前記単位干渉縞の干渉縞をなぞるように移動させることにより、前記干渉縞を前記被転写体へ順次転写することを特徴とする請求項３に記載の多面付けホログラムの製造方法。