JP4622505B2 - ホログラム素子の生成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ホログラム素子の生成方法、特にホログラム感材の島状部の切り出しに関する。
近年、ハンドフリーによる作業性向上や、弱視者に対する補助などを目的とした眼鏡型
ウエラブルディスプレイ(WD)やヘッドマウントディスプレイ(HMD)などの開発が行われている。
WDやHMDのレンズには表示ユニットからの映像を光学的に目に導くための光学基材が設けられている。この光学基材には、眼前にLCDや有機ELなどの映像を反射させて前景に重ねて映像を表示するための反射膜としてホログラム素子が設けられている。
ホログラム素子の光学基材への取り付けは、一般に、薄膜状の未露光ホログラム感材シート(以下、ホログラム感材シートとする。)の所定の位置にレーザ露光したホログラム素子を、光学基材の反射面となる傾斜面に所定の形状や大きさ(以下、島状とする。)に切り出し、薄膜状の島状ホログラム素子を光学基材の所定の位置に貼り付ける方法が取られている。
ホログラム素子となる薄膜状ホログラム感材シートは、ホログラム感材用組成物、バインダーなどからなる薄く柔らかいゲル状の感材であるためにシワやタワミなどの変形を起こしやすい。そのため、ホログラム感材シートを両面から粘着材を介して強度の高い保護シートで挟んで断面サンドイッチ状態の積層シートを作成し、ホログラム感材シートを保護することが行われている。
ホログラム素子を効率よく大型のガラス板などに貼付ける方法として、保護シートでサンドイッチ状に挟んだホログラム感材シートを島状及び位置決め穴を設けたマスクを用いて露光する。露光後、積層シートに島状及び位置決め穴の切り込みを入れる。切り込みが入れられた積層シートは一方の保護シート及び島状以外の部分(梯子状)のホログラム感材をローラで巻き取って剥離し、他方の保護シート、島状ホログラム素子及び位置決めホログラム素子を残存させる。その後、島状ホログラム素子に残存ずる一方の保護シートを両面粘着材に貼付けて取り除く。そして、位置決めホログラム素子により島状ホログラム素子の貼付け位置の位置決めを行い、他方の保護シート及び島状ホログラム素子を上方からローラなどで加圧し、加圧後他方の保護シートをローラで巻き取って剥離し、島状ホログラム素子をガラス板などに貼付けることが提案されている(特許文献1)。
特開平10−109811号公報
しかしながら、WDやHMDでは、ホログラム素子を貼り付ける光学基材の傾斜面が小さく、さらに通常のホログラム素子生成よりも高いレーザ露光精度が要求されている。このため、レーザ露光を精密にWDやHMDの光学素子となるホログラム感材シートの所定の位置に干渉縞を形成することは困難であるという問題がある。さらに精度よくホログラム素子を生成しても、そのレーザ露光した所定の位置を特定し、島状に切り出して小さな光学基材の傾斜面に正確に貼り付けることも困難であるという問題がある。さらに、精度よく干渉縞を形成したホログラム素子を光学基材の所定の傾斜面に貼り付けなければ、完成したWDやHMDを装着して映像を目に導いた際に映像にユガミや色の変色がみられるという問題がある。このことは、ホログラム素子を貼り合せた光学基材(以下、ホログラム光学基材とする。)の生産効率を悪くし、生産コストが高くなるという問題ある。
そこで、予め、ホログラム感材シートが露光しないように暗室下で、ホログラム感材シートから光学基材の傾斜面にあわせたホログラム感材の島状部に切り出しし、これを光学基材の傾斜面に貼り付けて、一枚ずつに精密にレーザ露光を行うことが考えられる。
一方の保護シートを剥離しやすいように他方の保護シートから切り込みを入れてホログラム感材の島状部を切り出し、一方の保護シートを剥離後、ホログラム感材の島状部を光学基材に貼り付けた際に、ホログラム感材の島状部の上部には、他方の保護シートが島状の小片となって接着している。このため、光学基材の傾斜面に接着しているホログラム感材の島状部から保護シートを剥離する際に、ホログラム感材は薄く柔らかい感材であるためにシワやタワミなどの変形やこの変形によって光学基材の傾斜面に接着しているホログラム感材の島状部にウキを起こしやすい。また、暗室下で、WDやHMDに設けられる光学基材の小さな傾斜面に合わせたホログラム感材の島状部と保護シートとを剥離することは極めて困難で、作業性が悪いという問題がある。このことから、他の生産工程の生産効率が向上したとしても、保護シートを剥離する工程の作業性が悪いということは、WDやHMDの生産効率が低下してしまうという問題がある。
本発明の課題は、光学基材に接着したホログラム感材の島状部に接着している保護シートを剥離する際に、ホログラム感材の島状部のシワ、タワミなどの変形を生じることなく、さらに、光学基材の傾斜面に接着しているホログラム感材の島状部にウキが生じることなく、生産性を向上し得るホログラム素子の生成方法を提供することにある。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、一対の保護シートの間にホログラム感材シートが互いに剥離可能に接着された積層シートを設け、ホログラム感材の一部を島状に切り出してホログラム素子を生成するホログラム素子の生成方法において、いずれか一方の保護シートの外面側から前記積層シートの厚さ方向に前記ホログラム感材の島状部の輪郭線に沿って、少なくとも前記ホログラム感材シートを切断する深さまで達し、さらに他方の保護シートの一部に達する深さまで切り込む半切断部を形成する工程と、いずれか一方の保護シートを前記ホログラム感材シートから剥離する工程と、前記ホログラム感材を光学基材のいずれか一面に貼り付ける工程と、前記島状部を前記光学基材に残した状態で、前記第1剥離工程において剥離されなかった他方の保護シート及びホログラム感材の島状部以外の梯子状部を一体で前記光学基材から剥離する工程と、を含むことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のホログラム素子の生成方法において、前記一部に達する深さとは、切り込み刃の先端を、前記他方の保護シートの20%から70%まで切り込むことを特徴とする。
請求項3の記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のホログラム素子の生成方法において、前記他方の保護シート及びホログラム感材の梯子状部を剥離する工程に、さらに、ホログラム感材の島状部とホログラム感材の梯子状部との切断面に除電流体を噴付けすることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、さらに他方の保護シートの一部に達する深さまで切り込む半切断部を形成することによって、光学基材にホログラム感材の島状部を貼付けた後、他方の保護シートを剥離する際に、不要となったホログラム感材の梯子状部を取り除きながらホログラム感材の島状部のみを光学基材に貼り付けることができるという効果を奏する。その結果、柔らかなホログラム感材シートにシワやタワミ、変形などを生じさせることなくホログラム感材の島状部を切り出しし、さらに、光学基材のいずれか一方の面に接着しているホログラム感材の島状部にウキを起こさず、光学基材に貼り付けてホログラム光学素子を形成することが可能となるという効果を奏する。また、他方の保護シートの剥離と同時に光学基材に接着したホログラム感材の島状部を形成することができるため、生産工程の簡略化が可能となり、生産効率を向上させることができるという効果を奏する。
請求項2に記載の発明は、島状部と梯子状部とを半切断部の切断面で分離しつつ、他方の保護シートを梯子状部とともに剥離することができるため、光学基材に接着したホログラム感材の島状部にウキを起こさず、ホログラム素子を生成することができるため、生産効率を向上させることができるという効果を奏する。
請求項3に記載の発明は、ホログラム感材の島状部と梯子状部との切断面に除電流体を噴付けることによって、ホログラム感材の島状部からホログラム感材の梯子状部の剥離が容易にすることができるという効果を奏する。
以下、図面を参照しながら、光学基材L1にホログラム素子100を形成することによりホログラム光学基材L100を形成するホログラム光学基材形成工程と、ホログラム光学基材L100を光学基材L2に組み合わせて一体化する一体化工程と、を含むホログラム光学素子内蔵レンズの製造方法を説明する。
このとき、本発明であるホログラム素子の生成方法は、ホログラム光学基材形成工程で述べる。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。
ホログラム光学レンズであるホログラム素子内蔵レンズ200製造方法は、第1光学基材である光学基材L1の一端に傾斜面を形成し、この傾斜面にホログラム素子100を形成することにより接眼光学ユニットであるホログラム光学基材L100を形成するホログラム光学基材形成工程と、ホログラム光学基材L100を第2光学基材である光学基材L2に一体化する一体化工程と、を含む。このとき、ホログラム素子生成工程は、ホログラム光学基材形成工程と同様の工程を経て、ホログラム素子100が形成される。
(1)ホログラム素子生成工程
本発明におけるホログラム素子生成工程は、(a)積層シート形成工程、(b)切断工程、(c)第1剥離工程、(d)貼付工程、(e)第2剥離工程、(f)露光工程及び(g)現像工程からなる。これら積層シート5などを移送する移送機構は、ローラ群、ピンチローラ群、これらの駆動源であるモータなどを備えており、各工程に設けられている(図示せず)。
(a)積層シート形成工程は、一対の保護シートの間にホログラム感材シート2が互いに剥離可能に接着されて断面サンドイッチ状に形成された積層シート5を形成する。(b)切断工程は、保護シートのいずれか一方の外面側から前記積層シート5の厚さ方向に少なくとも前記ホログラム感材シート2を切断する深さまで切り込みを入れ、前記ホログラム感材シート2に島状部19を形成するように半切断を行う。(c)第1剥離工程は、一方の保護シートをホログラム感材シート2から剥離する。(d)貼付工程は、ホログラム感材の島状部19を他方の保護シートに付着させたままの状態で前記第1光学基材である光学基材L1の傾斜面101に貼り付ける。(e)第2剥離工程は、ホログラム感材の島状部19のみを第1光学基材である光学基材L1の傾斜面101に残存ざせた状態で、他方の保護シートと共にホログラム感材の梯子状部18を剥離する。(f)露光工程は、第2剥離工程の後、第1光学基材である光学基材L1の傾斜面101に貼り付けられたホログラム感材の島状部19にレーザ光を露光する。(g)現像工程は、露光された島状部19を現像する。
図1に本発明に用いられる第1光学基材及び第2光学基材の形状の一例である光学基材L1及び光学基材L2を示す。
図2は、本発明に用いられる積層シート5の断面図である。
本発明に用いられる積層シート5は、一対の保護シート間にホログラム感材シート2が互いに剥離可能に接着されて断面サンドイッチ状に形成された積層シートに形成されている。
図3に、積層シート5の一例であるこの母材をロール状に巻いたジャンボロール体5Aを示す。さらに積層シート5の他の一例として、ジャンボロール体をその軸方向に所定のピッチ幅において径方向に裁断することによりロール状に巻かれているパンケーキ状に形成する、又はジャンボロール状積層シート又はパンケーキ状積層シートを長手方向又は側面方向から平行に裁断することにより帯状に形成する積層シート5B(以下、帯状積層シート5Bとする。)が挙げられる。積層シート5は、パンケーキ状、短冊状、多角形状、円形状などに断裁されたもの、裁断後パンケーキ状に巻き取られたものなど、何れの形状に形成してもよい。
本発明に用いられる積層シート5は、4層構造であって、下から順に第1保護シートであるカバーシート1、ホログラム感材シート2、第3保護シートであるバリアシート3及び第2保護シートであるベースシート4からなる。これらシート間には、シート間を密着させるとともに剥離することができる粘着剤6が塗布されている。この積層シート5の両幅の端部分には、ホログラム感材シート2が接合されていないことが好ましい。両端部分にホログラム感材シート2が接合されていないことによって、カバーシート1、バリアシート3及びベースシート4に突出部分を設けることができ、その突出部分からシートの剥離が行いやすいためである。
図4及び図5に本発明に係る実施形態について切断機構9の概略図を示す。
図4及び図5に示すように、切断機構9は、積層シート5に島状部19の切り込みを入れる切り込みローラ群10、これらの駆動源であるモータなどを備えている。切り込みローラ群10には、切り込みローラ11と支持ローラ12とが備えられている。この切り込みローラ11と支持ローラ12との間には、積層シート5に切り込みを入れて島状部19を形成するための隙間が設けられている。この切り込みローラ11の両側には、支持ローラ12の回転によって切り込みローラ11を回転させる円柱形状の2つの鍔部13が支持ローラ12に接するように設けられている。これら鍔部13の側面の中央付近には、鍔部13の直径を変更することができる調整部14が設けられている。この調整部14でこの鍔部13の直径を変更することによって切り込みローラ11と支持ローラ12との隙間を調整する。
この切り込みローラ11の表面中央付近には、上下移動可能な切り込み刃台(図示せず)が設けられている。この切り込み刃台は、切り込みローラ11の表面に対応して湾曲しており、切り込み刃15が上部に備えられている。この切り込み刃15は、ローラ表面に対応して湾曲しおり、切り込み刃台から脱着可能である。この切り込み刃15によって積層シート5に厚さ方向から切り込みが入れられ、島状部19が形成される。さらに、この切り込み刃台は、調整部14によって上下移動距離の調整をすることができる。切り込み刃台の上下移動距離の調整をすることによって積層シート5に形成される島状部の切り込みの深さを調整し、切り込み刃15の輪郭線に沿って積層シート5を切断状態、半切断状態に形成できる。
図6aから図6cに形成された島状部19と梯子状部18との輪郭線を示し、特に例示には限定されない。また、図7及び図8に図6bの断面図を示す。
半切断部20は、保護シートであるカバーシート1又はベースシート4のいずれか一方の外面側から積層シート5の厚さ方向に少なくともホログラム感材シート2を切断する深さで、且つ、ホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って切り込まれて形成される。
この半切断部20の輪郭線は、多角形状、楕円形状など特に限定されないが、光学基材L1の傾斜面101に対応する形状が好ましい。ホログラム光学素子がズレのない映像を形成することができるからである。光学基材L1の傾斜面101が四角形状である場合には、切り込み形状は略四角形状であることが好ましい。
ここで、厚さ寸法とは、積層シート5の外面側から積層シート5の厚さ方向にいずれか一方の保護シートから切り込み刃15で切り込みを入れた刃の先端までの距離Hをいう。切り込み刃15の先端がカバーシート1又はベースシート4のいずれか一方の外面側から積層シート5の厚さ方向に少なくともホログラム感材シート2を切断する深さまで切断した部分を半切断部20といい、カバーシート1を全く切断していない又は一部に達する深さまで切った部分を非切断部21という。
図6aから図6cに、の形成された島状部19と梯子状部18との輪郭線外面側の一例を示し、特に例示には限定されない。また、図7及び図8に図6bの断面図を示す。
図6aに示すように、半切断部20はホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って連続するように切断して形成することが好ましい。
図6b、図6c、図7及び図8に示すように、切り込み刃15によって積層シート5をホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って半切断部20と非切断部21とを交互に形成する。半切断部20と非切断部21とを等間隔に形成、つまり、半切断部20は、ホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って断続的にミシン目状に切断して形成することが好ましい。半切断部20は、ホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って断続的にミシン目形状に形成することによって、カバーシート1の剥離の際にカバーシート1の島状部19が梯子状部18と一緒に巻取りローラで回収することができる。
さらにバリアシート3付きホログラム感材の島状部19を光学基材L1に貼付け、ホログラム感材の梯子状部18のみを剥離することができる。一方の保護シートをホログラム感材シートから剥離する際に、一方の保護シートをすべて剥離しつつ、一方の保護シート側に光学基材L1に貼付け可能な状態のホログラム感材の島状部19を残存させることができる。
さらに、非切断部21の輪郭線の全長さ寸法は、半切断部20の輪郭線の全長さ寸法より短い方が好ましい。ホログラム感材シート2貼付け工程により光学基材L1にホログラム感材シート2を貼付けた後、第2シート剥離工程でホログラム感材の梯子状部がベースシート4とともに容易に剥離することができるためである。
このとき、非切断部21と半切断部20の全長寸法の比率は、半切断部20の全長さ寸法を1としたときに、1×10-1から1×10-6でまでであることが好ましい。さらに、非切断部21の比率は、1×10-3から1×10-5であることが好ましい。
また、半切断部20における積層シート5の長手方向にあるいずれか一方の辺に非切断部21を設けるように形成することが好ましい。一方の保護シートであるカバーシート1又はベースシート4を非切断部21側から長手方向に沿って剥離することによって、一方の保護シートの剥離に際して、半切断部20で囲まれるカバーシート1の島状部19と梯子状部18とが非切断部21でつながって剥離できる。このため、従来のようにカバーシート1を島状部19と梯子状部18とに分けて2回剥離する必要がなく同時に剥離することができる。さらに、一方の保護シートの剥離方向上流側の位置に、非切断部を設けるように形成することが好ましい。
また、ホログラム感材の島状部19を光学基材L1に貼り付けた後、非切断部21側の反対側から長手方向に沿って梯子状部18を剥離することによって、島状部19のみを光学基材L1に貼り付けたまま、ホログラム感材の梯子状部及びホログラム感材シート2の内側保護シートである梯子状のバリアシート3と他方の外面側の保護シートであるベースシート4を同時に剥離することができる。また、半切断部20の輪郭線の全長さ寸法が長く形成されているため容易に剥離することができるので、ホ剥離工程中にホログラム感材シート2のシワ、タワミなどが生じにくい。
また、ホログラム感材の島状部19のみを光学基材L1の傾斜面101に残存させた状態で、他方の外面側の保護シートであるベースシート4と共にホログラム感材の梯子状部18及びホログラム感材シート2の内側保護シートであるバリアシート3の梯子状部18とを剥離することができる。また、半切断部20の輪郭線の全長さ寸法が長く形成されているため容易に剥離することができるので、剥離工程中にホログラム感材シート2のシワ、タワミなどが生じにくい。
切り込み刃15の先端を、積層シート5の厚さ方向から、半切断部20における切り込みの深さは、保護シートのカバーシート1又はベースシート4のいずれか一方の外面側から積層シート5の厚さ方向において少なくともホログラム感材シート2を切断し、且つ、他方の保護シートの一部に達する深さであることが好ましい。
一方の保護シートであるカバーシート1、ホログラム感材シート2及びバリアシート3を切断し、他方の保護シートであるベースシート4の一部に達する深さまで切るように調整部14によって調整する。このことによって、ホログラム感材の島状部19にシワやタワミが生じることなく、梯子状部18のみを容易に剥離することができる。
さらに、切り込み刃15の先端を、カバーシート1の厚さ方向から入れ、ベースシート4の10%から80%まで入れることが好ましい。切り込み刃15がベースシート4の一部に達する深さまで厚さ方向から切ることによって、光学基材L1にホログラム感材の島状部19を貼付け後、他方の保護シートを剥離する際に、不要となったホログラム感材の梯子状部18を取り除きながらホログラム感材の島状部19のみを光学基材L1の傾斜面101に残存させることができる。このことによって、ホログラム感材の梯子状部18を剥離する際にベースシート4の梯子状部18と島状部19とを剥離する工程を一つの工程で行うことができる。
さらに、切り込み刃15の先端を、カバーシート1の厚さ方向から入れ、べースシート4の20%から80%まで入れることが好ましい。また、他方のカバーシートを剥離する際に、光学基材L1の傾斜面101に接着しているホログラム感材の島状部19にウキが生じることなく、精度の高いホログラム素子100を形成することができる。ホログラム感材の梯子状部18を剥離する際の剥離ローラなどの引っ張り力によってベースシート4が島状部19と梯子状部18とに切れて分かれないためである。
さらに、切り込み刃15の先端を、カバーシート1の厚さ方向から入れ、ベースシート4の30%から70%まで入れることが好ましい。形成された半切断部20が剥離ローラ33の表面に沿って折れ曲がることによって島状部19が梯子状部18から容易に剥離することができるためである。さらに、切り込み刃の先端を、カバーシート1の厚さ方向から入れ、ベースシート4の30%から50%まで入れることが好ましい。
なお、図9に示すように、半切断部20を形成する時には、帯状積層シート5Bに形成し、帯状積層シート5Bの長手方向に島状部19を互いに所定の間隔を置いて一方向に複数形成することが好ましい。連続的に効率よく複数のホログラム感材の島状部19を形成することができ、連続的に効率よく複数のホログラム素子100の形成が可能であり、生産性が向上するためである。ここで、ジャンボロール体5A、パンケーキ状に上記切断機構により半切断部20を形成後、裁断により帯状積層シート5Bに形成するものも帯状積層シートに含まれる。
なお、切り込みローラに代えて、切り込み板としてもよい。切り込み板には、支持ローラの面する側に平坦な切り込み刃が設けられている。この切り込み板は、支持ローラの回転を略水平に移動するように設けられている。また切り込み板の下部には、切り込み板を移動させるこのローラ群が備えられており、このローラ群は支持ローラなどから駆動が得られるようになっている。
また、ローラの回転による切り込み以外に、プレス方式によって上方及び/又は下方から積層シート5に切り込み刃を用いて切り込みを入れてもよい。
このとき、切り込み刃15の切り込み形状は、上記切り込み刃15によって形成される切り込み形状と同様である。また半切断部20及び非切断部21の形状も上記と同様である。
図10から図13に第1剥離機構30の概略を示す。
第1剥離機構30は、除電手段を設けた剥離機構であり、剥離ローラ33、接地した導電性部材39と、除電流体噴付け機32と、剥離したカバーシート1をホログラム感材シート2から引き剥がす巻取りローラ44とから構成されている。
図10から図13に示すように、積層シート5から一方の保護シートであるカバーシート1の外面側を吸引して引き離して離間させる方向にカバーシート1を誘導する剥離ローラ33が備えられている。この剥離ローラ33によってホログラム感材シート2から保護シートであるカバーシート1が引き剥がされる領域を剥離部という。
剥離ローラ33の表面には、保護シートの外面側を吸引してローラ表面に密着させてホログラム感材シート2から引き剥がすための吸引孔34が設けられている。この吸引孔34の外周部には、溝が設けられており、この溝にはパッキンが圧入されている(図示せず)。また、この吸引孔34には、ローラ軸38近傍を末端としてローラ表面まで延びている吸引通路35が接続されている。この吸引通路35の中途部には、積層シート5に対しての吸引力が減少することを防ぐため逆止弁36が設けられている。吸引通路35の末端には、ローラ軸38の近傍に略水平方向に設けられている集合吸引通路37が接続されている。この集合吸引通路37の末端には、吸引ポンプ(図示せず)が接続されている。
図10,図11及び図13に示すように第1剥離機構30には、さらに、積層シート5より剥離した一方の保護シートであるカバーシート1を引っ張るための装置である巻取りローラ44が配置されている。この巻取りローラ44に導電性部材39が備えられてもよい。巻取りを開始するカバーシート1の端部を両面接着テープによる接着や直接固定などによって巻取りローラ44に固定し、積層シート5から保護シートであるカバーシート1を離間し、巻取りローラ44で巻取りながら除電を行ってもかまわない。
また、第1剥離機構30には、カバーシート1を剥離した積層シートの移送方向の末端を引っ張るための装置が備えられていることが好ましい。剥離ローラ33によるカバーシート1の剥離を行いやすくするためである。
剥離部の近傍における保護シートであるカバーシート1又は/及びベースシート4に接する部分に、接地する導電性部材39が備えられていてもよい。導電性部材39は、カバーシート1又は/及びベースシート4の接する部分に単数又は複数設けてもよい。
なお、剥離ローラ33の表面には、導電性部材39で覆われていてもよい。また、導電性部材39は、剥離ローラ33の表面の一部を保護シートが接するように設けられていればよく、剥離ローラ33自体が導電性部材39であってもよい。
導電性部材39の形状として、ローラ形状、棒状、板形状、又はすだれ形状などが挙げられ、積層シート5と接する面が広くなるように形成されていることが好ましい。すだれ形状は、積層シート5と接することにより、上方のピン軸を介して揺動するように備えられていることが好ましい。またローラ形状は、積層シート5と接することにより、中心のローラ軸を介して回転するように備えられていることが好ましい。
導電性部材39の材質としては、導電性の高い材質が好ましく、金属、繊維、プラスチック、紙などが挙げられる。特に金属は導電性が高いため好ましく、さらにその金属としては、銅、銀、アルミニウム、鉄、金、白金など又はこれらの合金が好ましい。
除電流体噴付け機32には、除電流体を発生させる除電流体発生器40、発生させた除電流体の風量を調整するファン41及びシートの剥離面に除電流体を噴付けする噴付け口42などから構成されている。正又は負のイオンの除電流体を発生させる除電流体発生器40には、この除電流体を移送するファン41が流路を介して接続されている。さらに、このファン41には、噴付け口42が流路を介して接続されている。この噴付け口42は、積層シート5の長手方向又は両幅方向に除電流体が噴付けできるように配置されている。
噴付け口42から噴付けされた除電流体を剥離するシートとシートとの間又は島状部19と梯子状部18とが接する切断面に照射することによって、静電気放電の発生を低減してホログラム感材シート2の感光などの化学的変化を抑制することができるとともに除電流体の流速を調整することによってシートの剥離を補助し、ホログラム感材に生じるシワ、タワミ、ウキなどを低減することができる。
除電流体発生器40は、コロナ放電タイプ又は軟X線タイプなどが挙げられる。噴付け口42の設置数を増やしたり、噴付け口42の口径を小さくしたりする方が好ましい。このことによって、シート剥離面の除電効果を高めると共に補助的に剥離を助けることができるためである。
なお、剥離ローラ33の表面には、カバーシート1とホログラム感材シート2とをより剥離できるように吸引孔34などの吸引する機構が設けられていることが好ましいが、吸引する機構が設けられていなくともかまわない。
また、図12に示すように、巻取りローラ44を設けず、積層シート5から保護シートであるカバーシート1を離間し、巻き取るように剥離ローラ33が除電手段として機能してもよい。この場合、巻取りを開始する保護シートであるカバーシート1の端部を接着や直接固定などによって剥離ローラ33に固定する。除電手段として、剥離ローラ33、導電性部材39、除電流体噴付け機32が設けられている。
図14及び図15に貼付機構の概略を示す。
貼付機構50は、ホログラム感材の島状部19を光学基材L1のいずれか一面に貼付けるために加圧する貼付けローラ51、この貼付けローラ51を支持する支持部材52及び貼付けローラ51の加圧を調整する弾性部材53,53から構成されている。貼付けローラ51の中心には、貼付けローラ51を回転させるためのローラ軸54が設けられている。このローラ軸54の両側には、貼付けローラ51を支持する支持部材52,52が備えられている。この支持部材52,52の中央部には、弾性部材54,54が備えられている。この弾性部材54は、ベースシート4を介してホログラム感材の島状部19を上方から加圧する際にこの加圧を調整することができる。弾性部材53としては、シリンダ、スプリングなどが挙げられる。また、光学基材L1を固定するための固定部材が設けられていることが好ましい。
図16から図18に第2剥離機構70の概略図を示す。
図16及び図18に示すように、第2剥離機構70は、第1剥離機構30の剥離ローラ33、接地した導電性部材39、除電流体噴付け機32、巻取りローラ44の配置が異なるのみであって、第1剥離機構30と同様の構成及び機能を有している。
第2剥離機構70には、剥離ローラ73、導電性部材79、巻取りローラ84などから構成されている。さらに剥離ローラ73には、吸引通路75、ローラ軸78、吸引通路75、集合吸引通路77及び逆止弁76などが設けられている。
除電流体噴付け機72には、除電流体発生器80、ファン81及び噴付け部82などから構成されている。
なお、第1剥離機構は、吸引する機構を設けず、ホログラム感材の島状部19から他方の保護シートであるベースシート4及びホログラム感材の梯子状部18を剥離することができる。除電手段として、剥離ローラ73、導電性部材79、除電流体噴付け機72が設けられている。
また、図17に示すように、巻取りローラ84を設けず、ホログラム感材の島状部19から他方の保護シートであるベースシート4を離間し、巻き取るように剥離ローラ73が除電手段として機能してもよい。
(f)露光機構
図19及び図20に露光機構90についての概略を示す。
露光機構90は、レーザ露光部などから構成されている。レーザ露光部には、ホログラム感材の島状部19の表裏に干渉縞を露光するRGBのレーザ発振器911,…及びレーザ発振器911,…からのレーザをホログラム感材の島状部19表裏の所定位置をレーザ光で露光するためのシッター、ビームスプリッタ913,…、反射鏡948,…などが設けられている。
(g)現像機構
現像機構は、UV照射部及びベイク処理部などから構成されている(図示せず)。UV照射部には、UV、水銀灯、ブラックライト、蛍光灯、ダイオードなどの照射機が備えられている。照射機による照射によってホログラム感材の島状部19を安定してホログラム素子100に形成するとともに光学基材L1の傾斜面101とホログラム感材の島状部19とを接着剤などで固定するためである。ベイク処理部には、バインダーに存在する揮発性物質を揮発するとともに接着剤を用いてホログラム感材の島状部19と光学基材L1の傾斜面101とを固定するために一定温度を維持する恒温器が設けられている。
積層シート5の素材について説明する。
カバーシート1、バリアシート3、ベースシート4及び光学基材L1の素材としては、例えば、紙、プラスチック、ガラス、金属などが挙げられる。状況に応じてロール状や平坦状にすることができる可撓性があり、内部のホログラム感材に傷を与えにくい強度をもつ、紙又はプラスチックがよい。
金属としては、例えば、アルミ、ステンレスなどが挙げられる。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、ポリカーボネイト、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などが挙げられる。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などが挙げられる。
カバーシート1、バリアシート3及びベースシート4の素材としては、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。適度な可撓性及び強度をもつポリエチレンテレフタレートが最も好ましい。
ホログラム感材シート2は、ホログラム感光性組成物、色素組成物、発熱吸熱組成物などの化学組成物などとバインダーとを含んだものをゲル状シートに形成したものである。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などを含むものからなる。ホログラム感材シート2には、ホログラム感光性組成物及びバインダーなどを含むホログラム感材シートがある。このホログラム感材シートは、レーザ露光、紫外線照射、ベイク処理などによってホログラムの映像を形成するシートになる。
このバインダーとして、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などが挙げられる。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、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、フェノイキシ樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリエポキシド類、ポリカーボネ−ト類、ポリビニルアセテート類、セルロースエステル類、ポリアミドなどがあり、親水性でも非親水性でもよい。これらは、溶解する溶媒と共に溶液として用いてもよいし、ラテックスのような水分散物の形状で用いてもよい。
積層シート5は、ロール状に巻き取られたもの、短冊状、多角形状、円形状などに断裁されたもの、裁断後パンケーキ状に巻き取られたものなど、何れの形状であってもよい。
積層シート5の外側を保護する保護シートであるカバーシート1及びベースシート4の厚さ寸法は、ホログラム感材シート2を保護するための強度と可撓性を確保するため、20μmから200μmが好ましい。ホログラム感材シート2を直接を保護する保護シートであるバリアシート3の厚さ寸法は、ホログラム感材シート2に直接接合して保護するための強度と可撓性とを確保するため、2μmから20μmが好ましい。ホログラム感材シート2の厚さは、10μmから30μmが好ましい。
各シート間に塗布する粘着剤6は、各シート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、また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、アルキルフェノール樹脂、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など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よい。
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、などが挙げられる。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などが挙げられる。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、水素化ロジンなどが挙げられる。
この粘着剤6の粘着力は、一方の保護シートとホログラム感材シートとの接着強度が、他方の保護シートとホログラム感材シートとの接着強度より相対的に高い方が好ましい。粘着力は、密着と剥離との両方を満たすように、ピール試験で10g/25mmから100g/25mmまでが好ましい。さらに、カバーシート1、ベースシート4、バリアシート3の順に剥離が行いやすいように、バリアシート3/ホログラム感材シート2間、ホログラム感材シート2/カバーシート1間、ベースシート4/バリアシート3間の順に密着力が強い方が好ましい。又、接着剤を塗布する厚さ寸法は、1μmから50μmであればよい。1μmから20μmの厚さ寸法が好ましい。粘着剤6の厚さ寸法は、30μm以下が好ましい。積層シートの全体の厚さ寸法を抑えることができるからからである。
(2)光学基材形成工程
図1に光学基材L1及び光学基材L2の形状の一例である光学基材L1及び光学基材L2を示す。ここで、光学レンズを眼鏡フレームに装着し、ヒトが装着する際の瞳がある方向を背面方向、見える像がある方向を正面方向という。
光学基材形成工程は、射出成形金型工程、射出圧縮成形工程、切削り工程、研磨工程などから構成されている。射出成形金型工程などの光学基材形成工程は、第1光学基材及び第2光学基材を所定の形状に形成する。このとき、第2光学基材の一端に、ホログラム感材を貼付けてホログラム素子に形成する傾斜面を形成する。また、第2光学基材の形状を第1光学基材の外形形状に対応して形成する。
第1光学基材である光学基材L1の外形形状の一端には、ホログラム感材の島状部19が貼り付けられる傾斜面101が形成されていることが好ましい。下記に説明するように、この傾斜面101に貼り付けられたホログラム感材の島状部19は、レーザ露光などの露光工程、現像工程などによってホログラム素子100に形成されるためである。これによって、光学基材L1は、ホログラム光学基材L100に形成される。このとき、この傾斜面101は、ホログラム素子内蔵レンズ200がWDやHMDなどとして装着された際に、ヒトの瞳にホログラム映像を導くことができる傾斜角度であるように形成されている。
光学基材L1の形成は、ホログラム光学基材形成工程の貼付工程前までに形成されていることが好ましい。
また、図1に示すように凹欠部を有する第2光学基材である光学基材L2を形成する際は、光学基材L1の外形形状に対応して凹欠部を形成する凹欠部形成工程が含まれることが好ましい。ピックアンドプレースなどによって第1光学基材と第2光学基材とを一体化する際に、光学基材L1の外形形状と光学基材L2の凹欠部とが勘合しやすく、また略円形状のホログラム素子内蔵レンズを形成し、ユーザのニーズに対応した形状のホログラム素子内蔵レンズ200を切削りによって形成することができるためである。また、光学基材L2の形成は、一体化工程の接着工程前までに形成されていることが好ましい。
ホログラム光学基材形成工程及びホログラム素子形成工程の作用について説明する。
(a)積層シート形成機構は、ジャンボロール体5a、ロールケーキ状に巻かれているパンケーキ状、帯状積層シート5bを形成する。
(b)切断工程について図4から図9を参照して説明する。
図4及び図5に示すように、移送機構は積層シート5を切断機構9に移送する。支持ローラ12が回転することによって鍔部13に伝わり切り込みローラ11が回転する。切り込みローラ11と支持ローラ12との回転によって、移送された積層シート5は、支持ローラ12と切り込みローラ11との隙間を通過する。通過する際に、切り込み刃15は、積層シート5の一方の保護シートの厚さ方向から切り込みを入れ、島状部19と梯子状部18とを形成する。
調整部14は、移送された積層シート5の厚さ寸法に応じながら切り込みローラ11の鍔部13の直径及び切り込み刃台の上下位置を調整する。これにより、切り込み刃15の先端を保護シートの所定の厚さ寸法まで入れることができる。この切り込み刃15によって、ホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って切り込まれた半切断部20及び非切断部21を積層シート5に形成することができる。
切り込み刃15を変更することによって、島状部19の形状を変更することができ、また、半切断部20の形成を変更することができる。このとき、図6aの場合には、半切断部20は、ホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って連続するように切断して形成される。図6bの場合には、半切断部20は、ホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って断続するミシン目状に切断して形成される。図6cの場合には、半切断部20は、ホログラム感材の島状部19の輪郭線に沿って積層シート5の長手方向にあるいずれか一方の一辺に非切断部21を設けて形成される。
さらに、図9に示すように、切り込みローラ11を連続的に回転させる、又は複数の切り込み刃15を設ける場合には、積層シート5の長手方向に半切断部20を所定の間隔を置いて複数形成することもできる。
半切断部20が形成された積層シート5は、移送装置によって第1剥離装置に移送される。
(c)第1剥離工程について図10から図13を参照して説明する。
移送機構は、ホログラム感材の島状部19が下方向に形成された積層シート5を第1剥離機構30に移送する。接地した導電性部材39は、剥離部に近傍する保護シートの外面側に接して除電を行う。剥離ローラ33は、保護シートの一方の剥離シートであるカバーシート1の外面側が吸引孔34に接し、吸引ポンプが動作して集合吸引通路37及び吸引通路35は真空状態になり、カバーシート1の外面側を吸引孔34によって吸引する。
このとき、剥離ローラ33はローラ軸38を中心に回転することによって、吸引して密着するカバーシート1をホログラム感材シート2から引き離し、離間させる方向に保護シートであるカバーシート1を誘導する。引っ張るための装置である巻取りローラ44は、誘導されたカバーシート1の末端部から巻取りを開始する。巻取りローラ44が回転することによって、カバーシート1がホログラム感材シート2から剥離される。特に、図2cの場合には、一方の保護シートであるカバーシート1を非切断部21側から積層シート5の長手方向に沿って剥離することが好ましい。
除電流体噴付け機32は、除電流体発生器40により除電流体を発生させ、ファン41により流速を調整し、噴付け口42により離間させる方向の剥離したシート面であるカバーシート1とホログラム感材シート2との間に除電流体を噴付けする。このことによって、シート剥離時の静電気の発生を軽減すとともに剥離ローラ33の剥離を補助することができる。
(d)貼付工程について図14及び図15を参照して説明する。
移送機構は、ホログラム感材の島状部19及び梯子状部18を他方の保護シートであるベースシート4に付着させたままの状態で貼付機構50に移送する。ホログラム感材の島状部19のみが光学基材L1の傾斜面101に貼り付けることができる位置に配置する。配置後、ベースシート4の上方にある貼付けローラ51がベースシート4方向からホログラム感材の島状部19及び光学基材L1の傾斜面101を密着するように加圧しながら移送方向に順逆回転する。このことによって、ホログラム感材の島状部19と光学基材L1の傾斜面101とが密着する。貼付けローラ51は、支持部材52によって支持され、積層シート5への加圧を弾性部材53が調整し、貼付けローラ51の順逆回転をローラ軸54が調整する。
(e)第2剥離工程について図16から図18を参照にして説明する。
移送機構は、光学基材L1の傾斜面101にホログラム感材の島状部19が接着し、カバーシート1が剥離された積層シートを移送する。接地した導電性部材79は、剥離部に近傍する保護シートの外面側に接して除電を行う。剥離ローラ73は、保護シートの他方の保護シートであるベースシート4の外面側に接して除電を行う。剥離ローラ73は、ベースシート4の外面側が吸引孔34に接し、吸引ポンプが作動して集合吸引通路77及び吸引通路75は真空状態となり、ベースシート4の外面側を吸引孔74によって吸引する。剥離ローラ73は、ローラ軸78を中心にベースシート4の外面側を吸引しながら回転することによって、ベースシート4と接着剤の接着力によりベースシート4に接着するホログラム感材の梯子状部18とを光学基材L1に接着するホログラム感材の島状部19のある島状部19から引き離し、離間させる方向にベースシート4及びホログラム感材の梯子状部18を誘導する。
引っ張るための装置である巻取りローラ84は、誘導されたベースシート4の末端部から巻取りを開始する。巻取りローラ84が回転することによって、ベースシート4及びホログラム感材の梯子状部18がホログラム感材の島状部19から剥離される。このとき、除電流体噴付け機72は、離間させる方向の剥離したシート面及び梯子状部18と島状部19との切断面の間に除電流体を噴付けする。
特に、図6cの場合には、ホログラム感材の島状部19を光学基材L1に貼り付けた後、非切断部21側の反対側から長手方向に沿って他方の保護シートであるベースシート4及びホログラム感材の梯子状部18とホログラム感材の島状部19とを剥離する。
これによって、島状部19とベースシート4及びホログラム感材の梯子状部18とが剥離することができ、バリアシート付きのホログラム感材の島状部19が接合した光学基材L1が得られる。
なお、図17に示すように上記第1剥離工程と同様に、巻取りローラ84を設けず、剥離ローラ73によって除電を行いながらホログラム感材の梯子状部18とベースシート4とを離間し、巻取ることができる。
(f)露光工程及び(g)現像工程について図19及び図20を参照にして説明する。
露光機構90は、光学基材L1に接合しているホログラム感材の島状部19にレーザ発振器911,912,913から出射した参照光RGB1と物体光RGB2によってレーザ露光を行う。
レーザ発振器911,912,913から出射したレーザ光を可変ビームスプリッタ913,923,933により参照光R1,G1,B1と物体光R2,G2,B2とに分光する。参照光R1,G1,B1は、ダイクロイックミラー941,942及び全反射ミラー943,944,945によって参照光RGB1とし、ダイクロイックミラー946,947及び全反射ミラー948,949によって物体光RBG2とし、ホログラム感材の島状部19の主面に入射する。
これによって、ホログラム感材の島状部19上の所定の位置に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の島状部19の感光層に屈折率の変化として記録される。
現像機構は、干渉縞を形成したホログラム感材の島状部19にさらにUVなどの照射部によってUVなどを照射し、ホログラム感材を現像する。さらに、ホログラム感材シート付き光学基材L1をベイク処理器内で、100℃程度で12時間から36時間の間、ベイク処理を行って、ホログラム感材のバインダーなどから揮発性有機物質を揮発させて、ホログラム素子100とする。
このことによって、WDやHMDに用いられる接眼光学レンズであるホログラム光学基材L100を形成する。
以上のことより、半切断部を形成したので、一方の保護シートをホログラム感材シートから剥離する際に、一方の保護シートをすべて剥離しつつ、他方の保護シート側に光学基材に貼付け可能な状態のホログラム感材の島状部を残存させることができる。また、光学基材にホログラム感材の島状部部分を貼付け後、他方の保護シートを剥離する際に、不要となったホログラム感材の梯子状部を取り除きながらホログラム感材の島状部のみを第1光学基材の傾斜面に貼り付けることができる。
その結果、柔らかなホログラム感材をシワや変形などを生じさせることなく島状に切り出しができる。また、貼付け後、第1光学基材の傾斜面に接着しているホログラム感材の島状部19にウキが生じることなく、ホログラム光学素子を形成することが可能となる。保護シートの剥離と同時にホログラム感材の島状部を形成することができるため、生産工程の簡略化が可能となり、生産効率を向上させることができる。
また、露光前のホログラム感材の島状部が損傷などの生じやすい素材であっても第1光学基材の所定の位置に貼付けることができる。さらに、第1光学基材を固定することによって、正確な位置にレーザ露光を行って干渉縞を形成することができるので、ホログラム素子の完成率を上げることができ、ホログラム光学基材の生産効率が向上する。
図21にホログラム素子内蔵レンズ200を示す。
ホログラム光学基材形成後、さらに、一体化工程を行う。一体化工程は、第1光学基材である光学基材L1の外形形状に対応する第2光学基材である光学基材L2に形成する光学基材形成工程、光学基材L2にホログラム光学基材を接着する接着工程などから構成されている。
光学基材形成工程は、上記の(2)光学基材形成工程に述べている。接着工程は、ホログラム光学基材L100のホログラム素子100の表面に接着するバリアシート3を剥離する第3剥離工程、接合面102又は/及び接合面105に接着剤、特に紫外線硬化型接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、ホログラム光学基材L100の接合面102と光学基材L2との接合面105で接合するレンズ接合工程と、接着剤を硬化させ、レンズ表面をクリーニングする接着剤硬化工程となどから構成されている。
接着剤硬化機構(図示せず)には、ホログラム光学基材L100が勘合した光学基材L2を固定する光学レンズ支持部、接着剤を硬化させるための接着剤硬化照射部、温度制御部、これらを制御する制御部などが設けられている。
接着剤硬化照射部には、ホログラム光学基材L100が勘合した光学基材L2の上方又は/及び下方に光源が配置されている。この光源として、低圧又は高圧水銀灯、紫外線ランプ、ブラックライト、蛍光灯、自然光などが挙げられる。また、温度制御部には、ベイク処理するための恒温器などが挙げられ、この恒温器内には、接着剤硬化照射部が配置されている。制御部、光源の照射時間、照射量、照射強度、加温時間、温度範囲などを制御することによって接着剤の硬化を調整している。
接着剤としては、光学基材の光屈折率と同じ屈折率を示すものであればよい。この中で光硬化型接着剤、特に紫外線硬化型接着剤が好ましい。紫外線などの光エネルギ−を照射することによって硬化するとともに、光学基材L1及び光学基材L2の光屈折率の範囲のものを選択することができるためである。また、紫外線硬化型接着剤は、光学基材L1及び光学基材L2の表面を侵食しにくいため好ましい。特に、アクリル系のPMMA、ポリカーボネイトのPCが光学基材L1及び光学基材L2の屈折率の範囲に含まれるため好ましい。例えば、Norland社製品NOAシリーズ又はEMI社製品OPTOCAST3400シリーズなどが挙げられる。
紫外線硬化型接着剤としては、重合性モノマーとして、ビニル系、アクリル系、又はメタクリル系などで分子内に少なくとも1つ以上二重結合を有するものである。具体的には単官能モノマーとしてアクリル酸、メタクリル酸の他にアクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどのアルキルアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル若しくはそれらのヒドロキシ化合物なども含むアルキルメタクリル酸エステル類、又はスチレンモノマー、アクリルニトリルモノマーなどである。
また、多官能モノマーとしてエチレングリコールジメタクリレートなどのアクリル系やジアリルフタレートなどのアリル系などである。これらの多官能モノマーは重合硬化過程で架橋構造が得られ接着部の耐久性や熱安定性を改良することができるものである。
紫外線硬化型接着剤に添加される光重合剤としては、通常の紫外線によってラジカル重合できるものであればよく、アセトフェノン系、ネンゾフェニル系、ベンゾイン系、チオキサンソン系、アジルフォスフィンオキサイド系の化合物が挙げられる。
なお、接合強度を増すために、光学基材L1aの接合面102b及び102cにヤゲンを形成してもよい。このとき、光学基材L2aの接合面102b及び102cには、ヤゲンに対応する凹部が形成される。ヤゲンを形成する際の光学基材L1aは、ヤゲン形成時に接合面102b及び102cが切削りができるように予め大きく形成されていることが好ましい。光学基材L1aには、切削りによって光学基材L2に対応できる接合面が形成される。
以下、(3)一体化工程の作用について説明する。
バリアシート剥離工程は、ホログラム光学基材L100のホログラム素子100の表面に接着するバリアシート3を剥離する。接着剤塗布工程は、ホログラム光学基材L100の接合面102又は/及び光学基材L2の接合面105に接着剤、特に紫外線硬化型接着剤を塗布する。レンズ接合工程は、光学基材L1を背面方向に移動し、ホログラム光学基材L100の接合面102と光学基材L2との接合面105で組み合わせて勘合して接合する。接着剤硬化工程は、ホログラム光学基材L100が勘合した光学基材L2のレンズ表面をクリーニングし、一定時間及び一定量の紫外線を接着剤が塗布されている勘合した接合面に照射し、特に紫外線硬化型接着剤を硬化させる。
これによって、勘合したホログラム光学基材L100の接合面102及び光学基材L2の接合面105が接着剤を介して接着することによって、図20に示すようなホログラム素子内蔵レンズ200を形成する。
なお、光学基材切削り機構130によって、光学基材L1、ホログラム光学基材L100、光学基材L2の接合面102及び/又は接合面105に連通する凹部、微小凹部(梨粒状も含む)などを形成することができる。図21a及び図21bに凹部110例示を示す。接着剤を均一に浸透させることができ、光学レンズ表面への接着剤のはみ出しを防ぐことができ、また接合面同士の接着力を強化することができる。
なお、光学基材切削り機構130を行わず、予め光学基材の射出成形金型や射出圧縮成形などの形成時に、光学基材L1及び/又は光学基材L2の接合面102及び/又は接合面105に凹部110を形成してもよい。
以上のことより、さらに、ホログラム光学基材を第2光学基材と接着剤を介して接合面同士で接合することによって、ホログラム素子内蔵レンズを形成することができる。一体化工程で、光学基材形成工程と接着工程を含むことによって、ホログラム光学基材と第2光学基材とを接着することによってホログラム素子内蔵レンズを形成することができる。
さらに、眼鏡フレーム、LCD表示部、コントローラ部を備えることによってWDやHMDとして使用することができる。このときに、保護シートを剥離するさいにホログラム感材にシワヤタワミが生じることなく、光学基材L1に貼り付けることができるので、ホログラム素子内蔵レンズを形成してとき、映像のヒズミや色ブレを低減することができる。
このように、ホログラム光学基材形成工程と一体化工程とを含むことによって、WDやHMDに使用できる精度の高いホログラム素子を形成しつつ、生産工程の簡略化が可能となり、ホログラム素子内蔵レンズの生産性を向上することができる。
本発明における光学基材L1及び光学基材L2の図を示す。 本発明に用いる保護シート及びホログラム感材シートからなる積層シート5の図である。 本発明に用いる積層シートのジャンボロール体5A及び帯状積層シート5Bの図である。 本発明に用いる切断機構9である。 本発明に用いる切断機構9のI−I線の断面図である。 本発明における積層シート5の外側から切り込み刃15を入れて形成される半切断部20と非切断部21を示す図である。 図6bのIII−III線の断面図である。 図6bのII−II線の断面図である。 本発明における帯状積層シートに複数の半切断部20を形成した図である。 本発明に用いる第1剥離機構30の概略図である。 本発明に用いる第1剥離機構30のIV−IV線の断面図である。 本発明に用いる第1剥離機構30の概略図である。 本発明に用いる第1剥離機構30によって剥離される各シートの概略図である。 本発明に用いる貼付機構50の概略図である。 本発明に用いる貼付機構50のホログラム感材と光学基材との貼付け部分拡大図である。 本発明に用いる第2剥離機構70の概略図である。 本発明に用いる第2剥離機構70の概略図である。 本発明に用いる第2剥離機構70によって剥離される各シートの概略図である。 本発明に用いる露光機構90の概略図である。 本発明に用いる露光機構90の概略図である。 本発明におけるホログラム素子内蔵レンズ200である。
符号の説明
9 切り込み形成機構
15 切り込み刃
19 島状部
20 半切断部
21 非切断部

Claims (3)

  1. 一対の保護シートの間にホログラム感材シートが互いに剥離可能に接着された積層シートを設け、ホログラム感材の一部を島状に切り出してホログラム素子を生成するホログラム素子の生成方法において、
    いずれか一方の保護シートの外面側から前記積層シートの厚さ方向に前記ホログラム感材の島状部の輪郭線に沿って、少なくとも前記ホログラム感材シートを切断する深さまで達し、さらに他方の保護シートの一部に達する深さまで切り込む半切断部を形成する切断工程と、
    いずれか一方の保護シートを前記ホログラム感材シートから剥離する第1剥離工程と、
    前記ホログラム感材を光学基材のいずれか一面に貼り付ける貼付け工程と、
    前記島状部を前記光学基材に残した状態で、前記第1剥離工程において剥離されなかった他方の保護シート及びホログラム感材の島状部以外の梯子状部を一体で前記光学基材から剥離する第2剥離工程と、を含むことを特徴とするホログラム素子の生成方法。
  2. 前記一部に達する深さとは、切り込み刃の先端を、前記他方の保護シートの20%から70%まで切り込むことを特徴とする請求項1に記載のホログラム素子の生成方法。
  3. 前記他方の保護シート及びホログラム感材の梯子状部を剥離する第2剥離工程に、
    さらに、ホログラム感材の島状部とホログラム感材の梯子状部との切断面に除電流体を噴付けすることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のホログラム素子の生成方法。
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