JP4529674B2 - ホログラム素子内蔵レンズの作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホログラム光学素子をプリズム等の他の光学素子に接合してなるホログラム素子内蔵レンズの作製方法に関し、特に、光学基材どうしの接合に関する。

従来より、種々の用途においてホログラム光学素子が広く用いられている。例えば、観察者頭部に装着されて、ハンズフリーで情報を得ることのできる装置として知られているウェアラブルディスプレイ（眼鏡型ディスプレイ装置）は、眼鏡レンズ部分の表面にホログラム光学素子が貼り付けられ又はその内部に埋設されることにより保持されている。
ホログラム光学素子は、コヒーレントな２光束を干渉させて、その干渉縞を乳剤等のホログラム感材シートに記録させることで作製される。このホログラム感材シートはホログラムを形成するためのホログラム感材用組成物、バインダー等から形成されており、このバインダーはゲル状の性質を有する素材（以下、ゲル素材と言う）であるため、ホログラム感材用組成物などの化学組成物を均一的に混合して平坦なシート状に形成している。また、このようにホログラム感材シートはゲル素材のバインダーを有しているので、その表面や内部に傷、しわ、撓みが生じやすい。そのため、ポリエチレンテレフタレート等の可撓性をもつ硬い素材によってホログラム感材シートの上下をカバーシート及びベースシートによって挟み込み、さらに、カバーシートとホログラム感材シートとの間には接着層を介在させ、ホログラム感材シートとベースシートとの間には剥離可能な粘着層を介在させて互いに密着させることにより積層シートを形成している。
このような積層シートは、カバーシートを剥離して露出した接着層をガラス板等の光学基材（プリズム）に貼り付けるとともに、ベースシートを巻き取ることによってホログラム感材シートからベースシートを剥離している。このようにしてホログラム光学素子を作製する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようにして作製されたホログラム光学素子は、さらにプリズム等の他の光学基材に接合してホログラム素子内蔵レンズとして使用することが知られている。
一般に、部品どうしを互いに接着する場合には、接着面を粗面化することによって接着強度を上げることが周知である。
特開平１０−１０９８１１号公報

しかしながら、特にホログラム光学素子の接合に関しては、使用する接着剤が限られ、その接着強度が弱いことが問題とされている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ホログラム光学素子を他の光学基材に強固かつ確実に接合することのできるホログラム素子内蔵レンズの作製方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ウェラブルディスプレイに使用されるホログラム素子内蔵レンズの作製方法であって、
順に、
カバーシートとベースシートとの間に、未記録のホログラム感材シートが密着して積層されてなる積層シートに対し、露光せずに剥離する不要部分と、露光する露光部分とを分離するために、前記カバーシート側から少なくとも前記ベースシートまで達する切り込みを入れる半切断工程と、
前記積層シートから前記カバーシートを剥離し、前記ホログラム感材シートを露出させる第１剥離工程と、
前記露出したホログラム感材シートの面を第１の光学基材に載置して、第１の光学基材に前記積層シートを貼り付ける貼付工程と、
前記貼付工程で貼り付けられた前記積層シートから、前記ベースシートとともに前記ホログラム感材シートの露光せずに剥離する不要部分を剥離する第２剥離工程と、
前記第１の光学基材上に貼り付けられている前記ホログラム感材シートの露光部に、ホログラムを記録するための露光を行う露光工程と、
前記第１の光学基材に前記ホログラムが貼り付けられたホログラム光学素子を、第２の
光学基材に接着して接合する接合工程と、を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載のホログラム素子内蔵レンズの作製方法において、
前記ホログラム光学素子と前記第２の光学基材とが互いに接合する各接合面のうち、前記露光部分に接触する箇所を除く接合面に凹凸部を形成することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のホログラム素子内蔵レンズの作製方法において、前記半切断工程において、前記ベースシートまで達するとともに前記ベースシートを貫通しない切り込みが形成されている半切断部と、前記カバーシートを貫通しない切り込みが形成されている非半切断部とを形成することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載のホログラム素子内蔵レンズの作製方法において、前記非半切断部は一部にのみ形成されており、前記第２剥離工程では、前記第１剥離工程と反対側から前記ベースシートを剥離することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、ホログラム光学素子と第２の光学基材とが互いに接合する各接合面のうち、露光部分に接触する箇所を除く接合面に凹凸部を形成するので、各接合面の表面積が増え、よって、ホログラム光学素子と第２の光学基材とを強固に接合することができる。特に、接合面の凹凸部に接着剤を塗布して接合する場合には、凹凸部内に接着剤が入り込むため、接合面どうしの接触面積が増えて、密着強度が増す。
また、接合面のうち、露光部分に接触する箇所以外の接合面に凹凸部が形成されており、露光部分が貼り付けられる接合面は平坦であるため、光学基材に貼り付けられたホログラム感材シートの露光部分は剥がれることなく、強固に密着させることができる。一方、凹凸部に貼り付けられる不要部分は、この凹凸部によって容易に剥離することができる。

本発明に係るホログラム素子内蔵レンズの作製方法によれば、ホログラム光学素子と第２の光学基材とが互いに接合する各接合面のうち、露光部分に接触する箇所を除く接合面に凹凸部を形成するので、ホログラム光学素子と第２の光学基材とを強固に接合することができる。
また、光学基材に貼り付けられたホログラム感材シートの露光部分は剥がれることなく、強固に密着させることができる。一方、凹凸部に貼り付けられる不要部分は、容易に剥離することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明に係るホログラム素子内蔵レンズの作製方法に用いられる積層シートについて説明する。
図１に示すように、積層シート１は４層構造をなしており、下側から順にカバーシート２、ホログラム感材シート３、バリアシート４、ベースシート５が互いに密着して積層されてなり、このうち、ホログラム感材シート３が光学基材Ｌ１に貼り付けられて露光されることによって、ホログラム光学素子１００が作製される（図１０参照）。

カバーシート２及びベースシート５は、ホログラム感材シート３の上下面に設けられてホログラム感材シート３を保護する保護シートとしての機能を有しており、これらカバーシート２及びベースシート５は、ホログラム感材シート３を保護するための強度と可撓性とを確保するために、約２０μｍ〜２００μｍであることが好ましい。
バリアシート４は、ホログラム感材シート３に直接設けられて、ホログラム感材シート３を直接保護する保護シートとしての機能を有しており、このバリアシート４も、ホログラム感材シート３を保護するための強度と可撓性との確保の点から、約２μｍ〜２０μｍであることが好ましい。

ホログラム感材シート３は、後述するレーザ露光、紫外線照射、ベイク処理等によってホログラムの映像を形成するシートである。このホログラム感材シート３は、ホログラム感光性組成物、色素組成物、発熱吸熱組成物等の化学組成物及びバインダー等を含むものをシート状に形成したものである。ホログラム感材シート３の厚さは、約１０μｍ〜３０μｍであることが好ましい。
ホログラム感光性組成物は、感光性ハロゲン化銀、非感光性有機銀塩、光重合剤及び還元剤等を含むものからなる。

バインダーとしては、天然ポリマー、合成ポリマー及びコポリマー、その他シートを形成する媒体等が挙げられる。例えば、ゼラチン、アラビアゴム、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、セルロースアセテートブチレート、ポリビニルピロリドン、カゼイン、デンプン、ポリアクリル酸、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリ酸、ポリ塩化ビニル、コポリ（スチレン−無水マレイン酸）、コポリ（スチレン−アクリロニトリル）、コポリ（スチレン−ブタジエン）、ポリビニルアセタール類、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリエステル類、ポリウレタン類、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリエポキシド類、ポリカーポネート類、ポリビニルアセテート類、セルロースエステル類、ポリアミド等が挙げられ、親水性でも非親水性でも良い。これらは、溶解する溶媒とともに溶液として用いても良いし、ラテックスのような水分散物の形状で用いても良い。

カバーシート２、バリアシート４及びベースシート５の素材としては、例えば、紙、プラスチック、ガラス、金属等が挙げられる。状況に応じてロール状や平坦状にすることのできる可撓性を有し、内部のホログラム感材シート３に損傷を与えにくい強度を有する紙やプラスチックが好ましい。また、適度な可撓性及び強度を有するポリエチレンテレフタレートがさらに好ましい。
金属としては、例えば、アルミニウムやステンレス等が挙げられる。プラスチックとしては、例えば、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカーポネート、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリシクロペンタジエン、ポリノルボルネン、ナイロン、セルロースアセテート等が挙げられる。ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。特に好ましい素材としては、ポリエチレンナフタレート及びシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体を含むプラスチックが挙げられる。

各シート２〜５間に塗布する粘着剤は、各シート２〜５が接合して密着できるとともに剥離することができれば特に限定されるものではない。例えば、アクリル系樹脂、アクリル酸エステル樹脂、又はこれらの共重合体、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリロニトリル、炭化水素樹脂、フェノール系樹脂、アルクルフェノール樹脂、ロジン系樹脂、テルペン樹脂、クロマンインデン樹脂、ポリビニルエーテル、マレイミド系、ポリオレフィン系、ポリビニルエーテル系等のいずれか一つ又はこれらの複合物が挙げられる。また、イソシアネート系架橋剤、金属キレート系架橋剤等を添加して架橋する、いわゆる二液架橋型粘着剤でも良い。

ゴム系樹脂は、例えば、ブチルゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリクロロプレン、ニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、スチレン−ブタジエン共重合樹脂等が挙げられる。
酢酸ビニル系樹脂は、例えば、ポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
ロジン系樹脂は、例えば、ロジン、ロジンエステル、ロジントリグリセリド、水素化ロジン等が挙げられる。

このような粘着剤の粘着力は、各シート２〜５が接合して密着できるとともに剥離することができるように調整されていれば特に限定されない。密着と剥離との両方を満たすように、ピール試験で１０ｇ／２５ｍｍ〜１００ｇ／２５ｍｍであることが好ましい。カバーシート２、ベースシート５、バリアシート４の順に剥離が行い易いように、バリアシート／ホログラム感材シート間、ホログラム感材シート／カバーシート間、ベースシート／バリアシート間の順に密着力が強くなるように調整することが好ましい。また、粘着剤を塗布する厚さは、１μｍ〜５０μｍであれば良く、１μｍ〜２０μｍが好ましい。積層シート１全体の厚さ寸法を抑えることができるからである。

上述の積層シート１が貼り付けられる光学基材Ｌ１としては、例えば、透明なガラス又は樹脂からなるプリズムが挙げられる。また、積層シート１がプリズムに貼り付けられてなるホログラム光学素子１００は、さらに、他の光学基材Ｌ２に接合されることによりホログラム素子内蔵レンズ２００として使用することができる（図１０参照）。具体的には、眼鏡のレンズ部分に接合されることにより周知のウェラブルディスプレイとして使用することができる。なお、このレンズ部分もプリズムと同様に透明なガラス又は樹脂により作製されたものが好ましい。なお、光学基材Ｌ１は本発明で言う第１の光学基材であり、他の光学基材Ｌ２は本発明で言う第２の光学基材である。

次に、本発明のホログラム素子内蔵レンズ１００を作製する際に使用する各装置の機構及びホログラム素子内蔵レンズ２００の作製方法について説明する。
ホログラム素子内蔵レンズ２００を作製する工程としては、主に、光学基材加工工程、裁断工程、半切断工程、第１剥離工程、貼付工程、第２剥離工程、露光工程、接合工程等が挙げられる。
まず、射出成形や射出圧縮成形等により成形された光学基材Ｌ１、Ｌ２を成形型から取り出した後、ニッパーやカッター等の切断工具を用いてゲートカットする。
なお、この光学基材Ｌ１、Ｌ２の成形の際に、予め、光学基材Ｌ１と他の光学基材Ｌ２とが互いに接合する各接合面のうち、後述する島状ホログラム感材シート３a（ホログラム感材シート３の露光部分）に接触する箇所を除く接合面に微細な凹凸部２２を形成しておく（光学基材加工工程）。すなわち、島状ホログラム感材シート３aが貼り付けられる接合面は平坦面２３とし、梯子状ホログラム感材シート３b（ホログラム感材シート３の不要部分）が貼り付けられる接合面を凹凸面化する（図１０参照）。

凹凸部２２は、例えば、梨地状であっても良いし、溝状であっても良く、平坦面ではなく、表面積が増えるような形状であれば特に限定しない。また、梨地状の凹凸部２２を形成する方法としては、予めサンドブラストやエッチング等により梨地処理がなされた成形型に、光学基材Ｌ１、Ｌ２の材料となる溶融樹脂等を注入することによって各光学基材Ｌ１、Ｌ２を成形すると同時に形成することができる。また、その他の方法として、各光学基材Ｌ１、Ｌ２を成形した後に、各光学基材Ｌ１、Ｌ２の所定箇所にそれぞれ切削工具や研磨工具を使用して形成することができる。

一方、図４に示すように、長尺なロール状に巻き付けられている積層シート１Ａを短冊状に裁断する（裁断工程）。ロール状の積層シート１Ａは、例えば幅３００ｍｍのものが使用できる。そして、この積層シート１Ａを、その長尺方向に対して直交する方向（幅方向）に例えばロールカッター等を使用して短冊状となるように裁断する。具体的には、積層シート１Ａの長尺方向に１５〜２５ｍｍ間隔で裁断する。得られた積層シート１は、幅５ｍｍで長さ３００ｍｍの短冊状とされる。
なお、このロール状の積層シート１Ａのその幅方向両端部には、ホログラム感材シート３が設けられていないことが好ましい。すなわち、このロール状の積層シート１Ａを短冊状に裁断することによって、短冊状の積層シート１の長尺方向両端部にホログラム感材シート３が設けられていない隙間が形成され、この隙間を利用してカバーシート２、バリアシート４及びベースシート５の剥離を容易に行うことができるようになっている。

次いで、図２、図３、図５に示すように、裁断された積層シート１に切込みを入れて半切断部Ｋを形成する（半切断工程）。切込みを入れて半切断するのは、カバーシート２、バリアシート４及びベースシート５をホログラム感材シート３から剥がし易いようにするためであり、また、ホログラム感材シート３のうち、露光しない不要部分を剥がして、露光する露光部分のみを光学基材Ｌ１に貼り付けるためである。
半切断部Ｋを形成する半切断形成機構は、積層シート１に切込みを入れる切込み刃１１を有する切込みローラ１２と、この切込みローラ１２に対向して配置され積層シート１の上面を押さえる押さえローラ１３と、これら切込みローラ１２と押さえローラ１３とを上下に駆動させる駆動源（図示しない）とを備えている。切込み刃１１は、後述する半切断部Ｋの形状に対応した平面視略四角形状に形成されている。
また、切込みローラ１２と押さえローラ１３とには、これら切込みローラ１２と押さえローラ１３との隙間を調整するためのスプリングやシリンダ等の制御装置（図示しない）が設けられている。この制御装置によって切込みローラ１２と押さえローラ１３との隙間を調整した後、この隙間に積層シート１を挟み込むとともに、切込みローラ１２と押さえローラ１３とで圧着しながら切込み刃１１によって積層シート１に所定形状の半切断部Ｋを形成する。

このような半切断部Ｋを形成するためには、制御装置により、切込みローラ１２と押さえローラ１３との隙間の距離を制御することによって、切込み刃１１の先端が積層シート１の少なくともベースシート５まで達するように切込み刃１１の高さ寸法を調整することが好ましい。
切込み刃１１はベースシート５の１％〜９９％までの間に達することが好ましい。切込み刃１１がベースシート５を貫通しないように切断することによって、後述する第２剥離工程で、ベースシート５が複数に切断されずに、一度にベースシート５を剥離することができる（図８参照）。また、切込み刃１１がベースシート５の１％〜６０％までの間に達することがより好ましく、さらには、切込み刃１１がベースシート５の２０％〜６０％までの間に達することが好ましい。また、切込み刃１１がベースシート５の３０％〜５０％までの間に達することが最も好ましく、ベースシート５剥離の際のホログラム感材シート３に生じる撓みやしわ等の発生を防止することができるためである。
具体的には、半切断部Ｋの深さは約１２５μｍとされている。

切込み刃１１によって形成される半切断形状は、直線、曲線、多角形状、楕円形状等、特に限定されるものではないが、光学基材Ｌ１の貼り付け面に対応する形状であることが好ましい。光学基材Ｌ１の貼り付けの際に、光学基材Ｌ１の貼付面の形状に対応してホログラム感材シート３をさらに裁断する工程を省略することができるためである。
光学基材３の貼り付け面が四角形状である場合には、図３(a)に示すように、切込形状を略四角形状とすることが好ましい。

また、特に、本発明では図３(c)に示すように、半切断部Ｋと非半切断部Ｋaとを交互に形成して、いわゆるミシン目状の切込形状とすることが好ましい。半切断部Ｋとは、上述のように切込み刃１１の先端が少なくともバリアシート４まで達した部分を言い、非切断部Ｋaとは、切込み刃１１の先端が少なくともカバーシート２を貫通せずにホログラム感材シート３まで達しなかった部分を言う。
このようにミシン目状とすることにより、後述するカバーシート２剥離の際に、島状のカバーシート２aと梯子状カバーシート２bとを一緒に剥離することができる（図６参照）。
また、ミシン目状に限らず、図３(b)に示すように、一部にのみ非半切断部Ｋaを形成した形状としても構わない。この場合にも、島状のカバーシート２aと梯子状のカバーシート２bとを一緒に剥離することができる。

これら図３(a)〜(c)に示すように、半切断形状を略四角形状に形成することによって、積層シート１は、平面視略四角形状の島状積層シート１aと、島状積層シート１a以外の部分の梯子状積層シート１bとに分けられる。すなわち、ホログラム感材シート３は、後述するベースシート５を剥離する際に、半切断部Ｋによって、露光部分の島状ホログラム感材シート３aと、露光しない不要部分の梯子状ホログラム感材シート３bとに切断されて、島状ホログラム感材シート３aのみを光学基材Ｌ１に貼り付けることができるようになっている（図８参照）。
また、これら図３(a)〜(c)はいずれも下面図であり、ベースシート５を貫通して切り込まれていないので、ベースシート５剥離の際には、ベースシート５を一度に剥離することができる（図８参照）。

さらに、１つの半切断部Ｋ又は切込み刃１１の形状は、図２に示すように先端部が尖った三角形状であっても良いし、図示しないが、先端部を平坦とした断面視略矩形状としても良い。図２は、図３(c)におけるＸ−Ｘ断面図であり、切込み刃１１によって切込まれる状態を示している。

なお、上述の切込みローラ１２と押さえローラ１３とで積層シート１を押圧して半切断部Ｋを形成する場合以外に、切込みローラ１２と押さえローラ１３の代わりに板状の切込み板と、押さえ板とを互いに対向して配置し、これら切込み板と押さえ板とによって挟み込んで半切断部Ｋを形成するように構成しても構わない。具体的には、図示しないが、積層シート１の下側に切込み刃１１を有する切込み板を配設し、積層シート１の上側に押さえ板を配設し、これら切込み板と押さえ板とを上下に押圧することによって切込み刃１１による半切断部Ｋを形成する。

次いで、図６(a)、(b)に示すように、半切断工程で形成された半切断部Ｋを有する積層シート１のうち、下面のカバーシート２を剥離する（第１剥離工程）。
カバーシート２を剥離する第１剥離機構は、第１剥離ローラ１４と除電流体放出装置１５とから構成されている。第１剥離ローラ１４は、その表面に、カバーシート２を吸引するための吸引孔１４aが形成されており、吸引孔１４aには減圧吸引できる吸引装置（図示しない）が接続されている。吸引孔１４aは単数又は複数のいずれでも良い。
また、第１剥離ローラ１４の表面は、少なくとも静電気を放電するこのとできる金属からなることが好ましい。そして、この金属部分には、静電気を放電するアースが設けられていることが好ましい。このようにすることにより、カバーシート２を剥離する際に生じる静電気を放電することができる。
また、カバーシート２を剥離する第１剥離ローラ１４の前又は後に、積層シート１に接触する金属線、金属棒、金属ローラ１６等を備えても良い。これらには、静電気を放電するアースが設けられている。金属としては、銅、銀、アルミニウム、鉄、金、白金等の導電性の高い金属が好ましい。

除電流体放出装置１５は、除電流体を発生させる除電器１５aと、積層シート１を剥離する部分に除電流体を放出することのできる単数又は複数の除電流体放出口１５bとを備えている。除電流体とは、正又は負に帯電させたイオンを含む気体又は液体である。
除電器１５aとしては、主としてコロナ放電タイプ又は軟Ｘ線タイプ等が挙げられ、軟Ｘ線タイプが除電効果が大きい点で好ましい。
また、除電流体放出口１５bは、除電効果を高めるとともに剥離をより容易にするために、受電流体の放出量を多くすることから、その数を増やし、口径を小さくすることが好ましい。

なお、剥離するカバーシート２の表面に両面粘着剤を接着する粘着剤供給装置（図示しない）を設けても良い。この粘着剤を接着されたカバーシート２に第１剥離ローラ１４が接着し、第１剥離ローラ１４が回転することによってカバーシート２がホログラム感材シート３から剥離される。また、直接、第１剥離ローラ１４に粘着剤を設けても良い。このとき、カバーシート２の剥離開始毎に粘着シートが備えられている筒等を第１剥離ローラ１４に装填するように構成する。
また、第１剥離ローラ１４に剥離するカバーシート２を挟むためのクリップ状の部材（図示しない）を設けても良い。すなわち、このクリップ状の部材でカバーシート２を挟むことによって第１剥離ローラ１４に容易に巻き取ることが可能となる。

したがって、第１剥離機構において、第１剥離ローラ１４の吸引口１４aにカバーシート２を吸引させることによって、第１剥離ローラ１４に密着させながら第１剥離ローラ１４を回転させて、島状カバーシート２a及び梯子状カバーシート２bを一緒に剥離するとともに第１剥離ローラ１４に巻き付けていく。また、カバーシート２の剥離の際に、剥離するカバーシート２とホログラム感材シート３との間に、除電流体放出口１５bから放出された除電流体を吹き付ける。これによって、カバーシート３剥離時における静電気の発生が軽減される。

次いで、図７(a)、(b)に示すように、第１剥離工程でカバーシート２が剥離された積層シート１のうち、下面に露出したホログラム感材シート３を光学基材Ｌ１に載置して押圧することによって、積層シート１を貼り付ける（貼付工程）。
積層シート１を貼り付ける貼付機構は、光学基材Ｌ１に載置された積層シート１を押圧する押圧ローラ１８と、押圧ローラ１８を駆動させる駆動源等から構成されている。また、必要に応じて真空下で減圧した状態で押圧するために真空ポンプ等を設けても構わない。
したがって、貼付機構において、積層シート１を光学基材Ｌ１上に載置し、押圧ローラ１７によって積層シート１及び光学基材Ｌ１を押圧して貼り付ける。これによってしわや撓みが生じることなく、積層シート１を光学基材Ｌ１に確実に貼り付けることができる。

次いで、図８(a)、(b)に示すように、貼付工程で光学基材Ｌ１に貼り付けられた積層シート１のうち、上面のベースシート５を剥離する（第２剥離工程）。
ベースシート５を剥離する第２剥離機構は第１剥離機構と同様の構成であるので、その説明を省略する。
したがって、第２剥離機構において、第２剥離ローラ２０の吸引口２０aにベースシート５を吸引させることによって、第２剥離ローラ２０に密着させながら第２剥離ローラ２０を回転させて、ベースシート５を剥離するとともに第２剥離ローラ２０に巻き付けていく。ここで、ベースシート５は、半切断部Ｋがベースシート５を貫通していないことから複数に切断されて剥離されずに、一度に剥離されることとなる。
さらに、梯子状ホログラム感材シート３b（ホログラム感材シート３の不要部分）及びその上面のバリアシート４も半切断部Ｋで切断されて同時に剥離され、光学基材Ｌ１上には島状ホログラム感材シート３a（ホログラム感材シート３の露光部分）及びその上面のバリアシート４のみ残される。これは、梯子状ホログラム感材シート３bは、貼り付けられた面に凹凸部２２が形成されており、簡単に剥離されるためであり、一方、島状ホログラム感材シート３aは、貼り付けられた面が平坦面２３であり、光学基材Ｌ１に密着されているためである。
また、この剥離の際に、第１剥離工程と反対側からベースシート５を剥離することが好ましい。さらに、剥離するベースシート５とバリアシート４との間に、除電流体放出口１５bから放出された除電流体を吹き付ける。これによって、バリアシート４剥離時における静電気の発生が軽減される。

次いで、図９に示すように、第２剥離工程によってベースシート５が剥離された積層シート１の未記録のホログラム感材シート３にレーザ露光する（露光工程）。
露光装置２１としては、周知の装置を使用することができ、赤、青、緑の３原色のレーザ光で露光することが好ましい。
したがって、ベースシート５が剥離された積層シート１付き光学基材Ｌ１に対して、表面に露出したバリアシート４の上方からレーザ照射することにより、不図示のビームスプリッタによって分けられた参照光がホログラム感材シート３の一方の主面に入射し、物体光がホログラム感材シート３の他方の主面に入射する。これにより、参照光と物体光とがホログラム感材シート３上において干渉し、参照光と物体光との干渉によって生じる干渉縞がホログラム感材シート３に記録される。

次いで、露光後の積層シート１を、さらに、ＵＶ照射装置により１〜４時間ＵＶ照射することによってホログラム感材シート３全面を記録固定し、露光したホログラムを安定化させる（ＵＶ照射工程）。
その後、光学基材Ｌ１を熱処理装置により恒温槽で約８０〜１１０℃、１２〜２４時間ベイクして、不必要な化学物質を飛ばしてさらに安定化させ、耐久性を高めるとともにより回折効率を向上させる（ベイク処理工程）。

次いで、バリアシート４に、例えば粘着剤等を軽く付着させることによってバリアシート４を剥離する（バリアシート剥離工程）。その結果、ホログラム光学素子１００が作製される。

このようにして作製されたホログラム光学素子１００を、図１０(a)に示すように他の光学基材Ｌ２に接着して接合する（接合工程）。すなわち、予め、ホログラム光学素子１００の光学基材Ｌ１と他の光学基材Ｌ２とに形成された凹凸部２２に接着剤を塗布して、各光学基材Ｌ１、Ｌ２の接合面を貼り合わせることによって接合する。したがって、両光学基材Ｌ１、Ｌ２の凹凸部２２に接着剤が埋め込まれることにより強固に接合される。また、凹凸部２２によって接合面の表面積が増えて接着強度が増すこととなる。
接着剤としては、両光学基材Ｌ１、Ｌ２の屈折率と同じ屈折率のものを使用することが好ましく、ＵＶ硬化型のものが好ましい。具体的には、主にアクリルやポリカーボネートを含む接着剤が好ましい。
そして、両光学基材Ｌ１、Ｌ２を接合後、ＵＶ照射を行い硬化させた後、他の光学基材Ｌ２とホログラム光学素子１００間の貼合面をクリーニングし、ホログラム素子内蔵レンズ２００とする（図１０(b)参照）。

以上、本発明の実施の形態のホログラム素子内蔵レンズ２００の作製方法によれば、ホログラム光学素子１００と他の光学基材Ｌ２とが互いに接合する各接合面のうち、島状ホログラム感材シート３aに接触する箇所は平坦面２３とし、それ以外の箇所には凹凸部２２を形成するので、凹凸部２２内に接着剤が入り込み、接合面どうしの接触面積が増えて密着強度が増し、強固に接合することができる。
また、島状ホログラム感材シート３aが貼り付けられる接合面は平坦面２３であるので、光学基材Ｌ１に貼り付けられた島状ホログラム感材シート３aは剥がれることなく、強固に密着させることができる。一方、凹凸部２２に貼り付けられた梯子状ホログラム感材シート３bは、第２剥離工程の際にベースシート５と一緒に容易に剥離することができる。
さらに、凹凸部２２に塗布する接着剤は、両光学基材Ｌ１、Ｌ２の屈折率と同じ屈折率であるので、接着剤によって光線がほとんど屈折することがなく、光学的に非常に優れたホログラム素子内蔵レンズ２００とすることができる。

なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限り、適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、長尺なロール状の積層シート１Ａを裁断して短冊状とした積層シート１を貼り付ける場合について説明したが、これに限らず、長尺なロール状の積層シート１Ａをそのまま光学基材Ｌ１に貼り付けても良いし、多角形状、円形状等に裁断したもの、また、長尺なロール状の積層シート１Ａの幅方向において裁断した後にパンケーキ状に巻き取ったもの等、いずれの形状であっても良い。なお、上記実施の形態のように短冊状とした場合は、長尺なロール状に比べて扱いやすく、積層シートの無駄が生じることなくコスト面で有利である。

さらに、一連の工程を自動化させるために、積層シート１の各工程への搬送は、例えば搬送ベルトや搬送ローラ等の周知の機構によって搬送可能に構成しても構わない。

本発明の実施の形態を示すためのもので、積層シートの断面図である。 同、図３(c)におけるＸ−Ｘ断面図であり、積層シートに切込み刃によって切り込まれる状態を示している。 同、(a)〜(c)は、積層シートの下面から見た際の切込み形状のパターンを示す図である。 同、裁断工程を示す斜視図である。 同、半切断工程を示す斜視図である。 同、第１剥離工程を示す断面図であり、(b)は(a)の拡大図である。 同、貼付工程を示す断面図であり、(b)は(a)の拡大図である。 同、第２剥離工程を示す断面図であり、(b)は(a)の拡大図である。 同、露光工程を示す断面図である。 同、(a)、(b)は、接合工程を示す斜視図である。

符号の説明

３ ホログラム感材シート
３a 島状ホログラム感材シート（露光部分）
３b 梯子状ホログラム感材シート（不要部分）
２２ 凹凸部
１００ ホログラム光学基材
２００ ホログラム素子内蔵レンズ
Ｌ１ 光学基材
Ｌ２ 他の光学基材

Claims (4)

1. ウェラブルディスプレイに使用されるホログラム素子内蔵レンズの作製方法であって、
   順に、
   カバーシートとベースシートとの間に、未記録のホログラム感材シートが密着して積層されてなる積層シートに対し、露光せずに剥離する不要部分と、露光する露光部分とを分離するために、前記カバーシート側から少なくとも前記ベースシートまで達する切り込みを入れる半切断工程と、
   前記積層シートから前記カバーシートを剥離し、前記ホログラム感材シートを露出させる第１剥離工程と、
   前記露出したホログラム感材シートの面を第１の光学基材に載置して、第１の光学基材に前記積層シートを貼り付ける貼付工程と、
   前記貼付工程で貼り付けられた前記積層シートから、前記ベースシートとともに前記ホログラム感材シートの露光せずに剥離する不要部分を剥離する第２剥離工程と、
   前記第１の光学基材上に貼り付けられている前記ホログラム感材シートの露光部に、ホログラムを記録するための露光を行う露光工程と、
   前記第１の光学基材に前記ホログラムが貼り付けられたホログラム光学素子を、第２の光学基材に接着して接合する接合工程と、を有することを特徴とするホログラム素子内蔵レンズの作製方法。
2. 前記ホログラム光学素子と前記第２の光学基材とが互いに接合する各接合面のうち、前記露光部分に接触する箇所を除く接合面に凹凸部を形成することを特徴とする請求項１に記載のホログラム素子内蔵レンズの作製方法。
3. 前記半切断工程において、前記ベースシートまで達するとともに前記ベースシートを貫通しない切り込みが形成されている半切断部と、前記カバーシートを貫通しない切り込みが形成されている非半切断部とを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のホログラム素子内蔵レンズの作製方法。
4. 前記非半切断部は一部にのみ形成されており、前記第２剥離工程では、前記第１剥離工程と反対側から前記ベースシートを剥離することを特徴とする請求項３に記載のホログラム素子内蔵レンズの作製方法。

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