JPH06337315A - ホログラム原版の作成方法および作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再現性が良く鮮明なホログラム原版を作成す
る。 【構成】 輪郭線データ作成部１（作画装置）により、
複数の閉領域をもった絵柄パターンＰを各閉領域の輪郭
線によって表現した輪郭線データＣを作成する。格子条
件設定部２は、絵柄パターンＰをディスプレイ上に表示
し、オペレータからの入力に基づき、回折格子を構成す
る格子線の線幅、ピッチ、配置角度を、絵柄パターンの
各閉領域ごとに設定した格子条件データＱを作成する。
格子データ作成部３は、輪郭線データＣと格子条件デー
タＱに基づいて、絵柄パターンの各閉領域内に所定線幅
の格子線を所定ピッチおよび所定角度で配置した格子パ
ターンＬを発生し、この格子パターンＬを示す格子デー
タＤを、原版作成部４に与える。原版作成部４は、この
格子データＤに基づいて、格子パターンＬを物理的な原
版上に形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホログラム原版の作成方
法および作成装置、特に、真正な物品であることを証明
するためのセキュリティ用ホログラムシールの原版作成
に適したホログラム原版の作成方法および作成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】クレジットカード、預金通帳、金券など
の偽造を防止するための手段として、ホログラムシール
が利用されている。また、ビデオテープや高級腕時計な
どの商品についても、海賊版が出回るのを防止するため
に、ホログラムシールが利用されている。この他、装飾
用、販売促進用といった目的にも、ホログラムシールが
利用されている。このようなホログラムシールには、三
次元立体像ではなく二次元の絵柄がモチーフとして用い
られることが多い。

【０００３】このようなホログラムシールの原版を作成
するには、通常、レーザ光を用いて干渉縞を形成させる
光学的なホログラム撮影方法が用いられている。すなわ
ち、二次元の絵柄モチーフが描かれた原稿を用意し、２
つに分岐させたレーザ光の一方をこの原稿に照射し、そ
の反射光と分岐したもう一方のレーザ光とを干渉させて
その干渉縞を感光材に記録するのである。こうしてホロ
グラム原版が作成できたら、この原版を用いて、プレス
の手法によりホログラムシールを量産することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光学的なホログラム撮影方法には、鮮明なホロ
グラム像が得られないという問題がある。すなわち、光
学的に形成された干渉縞は、振動に敏感であるため、振
動を完全に排除した環境でのホログラム撮影を行う必要
がある。ところが、かなりの精度の防振台を用いて撮影
を行っても、振動を完全に排除することは困難であり、
このため、干渉縞の記録像にいわゆる「ボケ」が生じ、
コントラストのある明るいホログラム像が得られないの
である。また、用いるレーザ光の発振波長にもゆらぎが
生じるため、くも硝子状ノイズが避けられない。このよ
うに、光学的なホログラム撮影には再現性が悪いという
問題があるため、同じ原版を何枚か作成することも困難
になる。

【０００５】そこで本発明は、鮮明なホログラム像が得
られ、しかも再現性の良いホログラム原版の作成方法お
よび作成装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

(1) 本願第１の発明は、複数の閉領域をもった絵柄パ
ターンを各閉領域の輪郭線によって表現し、この輪郭線
を示す輪郭線データを作成する第１の段階と、回折格子
を構成する格子線の線幅、ピッチ、配置角度を、絵柄パ
ターンの各閉領域ごとに設定した格子条件データを作成
する第２の段階と、輪郭線データと格子条件データとに
基づいて、絵柄パターンの各閉領域内に所定線幅の格子
線を所定ピッチおよび所定角度で配置した格子パターン
を発生し、この格子パターンを示す格子データを作成す
る第３の段階と、格子データに基づいて、格子パターン
を物理的な原版上に形成させる第４の段階と、を行い、
ホログラム原版を作成するようにしたものである。

【０００７】(2) 本願第２の発明は、ホログラム原版
の作成装置において、複数の閉領域をもった絵柄パター
ンを各閉領域の輪郭線によって表現し、この輪郭線を示
す輪郭線データを作成する輪郭線データ作成部と、オペ
レータからの入力に基づき、回折格子を構成する格子線
の線幅、ピッチ、配置角度を、絵柄パターンの各閉領域
ごとに設定した格子条件データを作成する格子条件設定
部と、輪郭線データと格子条件データとに基づいて、絵
柄パターンの各閉領域内に所定線幅の格子線を所定ピッ
チおよび所定角度で配置した格子パターンを発生し、こ
の格子パターンを示す格子データを作成する格子データ
作成部と、格子データに基づいて、格子パターンを物理
的な原版上に形成させる原版作成部と、を設けたもので
ある。

【０００８】(3) 本願第３の発明は、上述の第２の発
明に係るホログラム原版の作成装置において、多重ルー
プで表現される絵柄パターンについては、格子条件設定
部が、１つのループによって囲まれた領域あるいは隣接
する２つのループ間の領域を個々の閉領域として、格子
条件データの作成を行うようにしたものである。

【０００９】(4) 本願第４の発明は、上述の第２の発
明に係るホログラム原版の作成装置において、格子条件
設定部が、隣接して配置された複数の閉領域について格
子条件データの設定を行うときに、１つの閉領域につい
ての格子条件データを示す初期データと、この初期デー
タに対する変動分を示す変動分データと、をオペレータ
から入力し、他の閉領域についての格子条件データにつ
いては、初期データおよび変動分データに基づいて自動
的に設定するようにしたものである。

【００１０】(5) 本願第５の発明は、上述の第２の発
明に係るホログラム原版の作成装置において、格子条件
設定部が、隣接して配置された複数の閉領域について格
子条件データの設定を行うときに、第１の閉領域につい
ての格子条件データを示す初期データと、第２の閉領域
についての格子条件データを示す終期データと、をオペ
レータから入力し、第１の閉領域と第２の閉領域との間
の閉領域についての格子条件データについては、初期デ
ータおよび終期データに基づく補間により、自動的に設
定するようにしたものである。

【００１１】(6) 本願第６の発明は、上述の第２の発
明に係るホログラム原版の作成装置において、格子デー
タ作成部が、１つの閉領域についての格子パターンを発
生する際に、格子条件データに基づく所定ピッチおよび
所定角度で平行線を発生させ、この平行線と当該閉領域
についての輪郭線との交点を求め、この交点を両端点と
する線分を定義し、格子条件データに基づく所定線幅を
この線分にもたせる太らせ処理を行うようにしたもので
ある。

【００１２】

【作 用】本発明に係るホログラム原版の作成方法の特
徴は、従来の光学的なホログラム撮影方法に代えて、コ
ンピュータにより回折格子パターンを発生させ、これを
原版上にホログラムパターンとして記録する点にある。
すなわち、まず、複数の閉領域をもった絵柄パターンを
各閉領域の輪郭線によって表現した輪郭線データを作成
する。続いて、この各閉領域について、格子条件の設定
を行う。具体的には、回折格子を構成する格子線の線
幅、ピッチ、配置角度、が格子条件として各閉領域ごと
に設定される。どのような格子条件が設定されるかは、
オペレータの指示入力次第であり、各閉領域ごとに、異
なる格子条件を自由に設定することができる。設定した
格子条件は、格子データの形式で出力される。こうし
て、輪郭線データと格子データとが作成できれば、これ
らのデータに基づいて格子パターンが発生できる。この
格子パターンは、各閉領域ごとに所定の格子条件で発生
した回折格子から構成される。最後に、この格子パター
ンが物理的な原版上に形成される。こうして、原版上に
は、所定の絵柄をモチーフとした回折格子パターンが生
成されることになる。各閉領域ごとに異なる条件で格子
が形成されているため、閉領域ごとに異なった回折効果
が得られ、もとの絵柄のモチーフを認識することができ
る。

【００１３】要するに、本発明によれば、光学的な撮影
を行うことなしに、コンピュータによって発生した回折
格子パターンによってホログラムの作成が可能になる。
一度作成した輪郭線データおよび格子データを保存して
おき、これらのデータに基づいて再度原版の作成作業を
行えば、全く同じ原版を得ることができ、ほぼ完全な再
現性が得られることになる。また、光学的な撮影を行う
必要がないため、鮮明なホログラム像が得られる。

【００１４】なお、一般に「ホログラム」という文言
は、干渉縞によって得られた像を指す言葉として用いら
れており、そのような意味からすれば、本願方法によっ
て原版に作成される像は、「ホログラム」ではなく「回
折格子パターン」と言うべきものである。しかしなが
ら、この原版から量産された偽造防止用のシールは、一
般に「ホログラムシール」と呼ばれているため、本願明
細書においては、原版に作成された「回折格子パター
ン」についても「ホログラム」という言葉を用いること
にする。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図示する実施例に基づいて説
明する。図１は本発明に係るホログラム原版の作成装置
の基本構成を示すブロック図である。この装置の基本構
成要素は、輪郭線データ作成部１、格子条件設定部２、
格子データ作成部３、原版作成部４である。各ブロック
の右に示されているパターン等は、各装置による作成物
を示す概念図である。

【００１６】輪郭線データ作成部１は、複数の閉領域を
もった絵柄パターンを各閉領域の輪郭線によって表現
し、この輪郭線を示す輪郭線データを作成する機能を有
する。具体的には、一般的に用いられている作画装置
（たとえば、作画プログラムを搭載したパーソナルコン
ピュータ）をこの輪郭線データ作成部１として用いるこ
とができる。ここで作成された絵柄パターンが、最終的
なホログラム原版においてモチーフとして表現されるこ
とになる。一般的な作画装置によって作成される絵柄パ
ターンには、大別して２つのタイプのデータ形式があ
る。第１のタイプは一般に「ドロー系」と呼ばれている
データ形式であり、輪郭線をベクトルデータで表現した
ものである。第２のタイプは一般に「ペイント系」と呼
ばれているデータ形式であり、パターン全体をラスター
データで表現したものである。本発明では、「ドロー
系」のデータ形式で絵柄の作成を行うことができる作画
装置（ＣＡＤ装置）を用いる。すなわち、作成された絵
柄パターンは輪郭線データによって表現されることにな
る。このような機能をもった作画装置は、種々のものが
公知であるため、ここでは詳しい説明は省略する。な
お、輪郭線データ作成部１として、スキャナ装置を備え
たものを用いれば、紙面上に描かれた絵柄パターンを取
り込むことも可能である。

【００１７】図１には、３つの閉領域，，からな
る単純な絵柄パターンＰを作成した例が示されている。
輪郭線データ作成部１は、このような絵柄パターンＰを
輪郭線データＣという形式で出力することになる。な
お、この実施例では、後の演算処理を効率的に行うこと
ができるように、絵柄の輪郭線の曲線部分については、
これを細かな直線で近似し、各直線をベクトルデータで
表現するようにしている。作画装置によっては、直線と
曲線（たとえば、ベジェ曲線）によって絵柄作成を行う
機能をもったものもあるが、このような曲線を含む輪郭
線データに対しては、直線による近似処理を施しておけ
ばよい。

【００１８】格子条件設定部２は、輪郭線データ作成部
１によって作成された輪郭線データによって特定される
各閉領域のそれぞれについて、オペレータからの入力に
基づき、回折格子を構成する格子線の線幅、ピッチ、配
置角度を、設定し、これを格子条件データとして出力す
る機能を有する。たとえば、図１に示すような輪郭線デ
ータＣによって、３つの閉領域，，からなる絵柄
パターンＰが特定されている場合、これら各閉領域，
，のそれぞれについて、格子線の線幅、ピッチ、配
置角度を設定したものが格子条件データＱとして出力さ
れる。この格子条件データＱは、オペレータからの入力
に基づいて設定される。格子条件設定部２は、実際に
は、パーソナルコンピュータやワークステーションに所
定のプログラムを搭載することにより実現される。本実
施例の装置では、与えられた輪郭線データＣに基づい
て、ディスプレイ上に、閉領域，，を有する絵柄
パターンＰを表示させ、マウスやキーボードなどの入力
機器を用いて、設定対象となる閉領域を指定しながら格
子条件データの入力を行えるような構成にしている。も
っとも、格子線の線幅、ピッチ、配置角度からなる格子
条件データのすべてをオペレータによって入力させるこ
とは必ずしも必要ではない。たとえば、格子線の線幅を
ピッチと同一にするように取り決めておけば、線幅の入
力は不要になる。また、線幅やピッチを特定の値に固定
しておけば、これらを一々入力する必要はなくなる。

【００１９】格子データ作成部３は、輪郭線データ作成
部１によって作成された輪郭線データと、格子条件設定
部２によって作成された格子条件データと、に基づい
て、絵柄パターンの各閉領域内に所定線幅の格子線を所
定ピッチおよび所定角度で配置した格子パターンを発生
し、この格子パターンを示す格子データを作成する機能
を有する。図１に示す例では、輪郭線データＣと格子条
件データＱとに基づいて、格子パターンＬに対応する格
子データＤが作成されることになる。ここでは、３つの
閉領域，，について、格子線の線幅およびピッチ
を一定とし、配置角度だけを変えた場合の例が示されて
いる。この格子データ作成部３も、実際には、パーソナ
ルコンピュータやワークステーションに所定のプログラ
ムを搭載することにより実現できる。本実施例の装置で
は、格子条件設定部２と格子データ作成部３とを、ハー
ドウエア的には同一の機器で構成している。なお、格子
データＤとしては、要するに、格子パターンＬを表現で
きる画像データであれば、ラスター形式の画像データで
も、ベクトル形式の画像データでもかまわない。ただ
し、この格子データＤを原版作成部４に与える次の工程
を考慮すれば、原版作成部４が取り扱うことのできるフ
ォーマットで記述された格子データＤを作成しておくの
が好ましい。

【００２０】原版作成部４は、格子データ作成部３によ
って作成された格子データに基づいて、格子パターンを
物理的な原版上に形成させる機能をもった装置である。
図１の例では、格子パターンＬに対応したパターンが物
理的に形成されたホログラム原版Ｈが得られることにな
る。本実施例では、この原版作成部４として、荷電粒子
ビーム描画装置を用いている。より具体的には、フォト
マスク作成用の電子線ビーム描画装置を用いている。格
子パターンＬ上の格子線の線幅やピッチは、回折現象を
生じるのに十分小さな値（たとえば、１μｍ程度）であ
るため、電子線ビーム描画装置はこのような微細なパタ
ーンを生成するために非常に適している。もっとも、こ
の原版作成部４は、荷電粒子ビーム描画装置に限定され
るものではなく、たとえば、プリンタなどで格子パター
ンＬの拡大像をフィルム上に出力させた後、これを光学
的な方法で縮小してホログラム原版を得るような手段を
用いてもかまわない。

【００２１】このように、本発明の方法では、格子パタ
ーンＬに対応する格子データＤを用意する段階まではコ
ンピュータによるデータ処理によって行うことができ、
この格子データＤに基づいてホログラム原版Ｈ上に物理
的な回折格子を形成させるため、再現性が非常に良くな
る。すなわち、同じ格子データを用いれば、ほぼ同じホ
ログラム原版を得ることが可能になる。また、ホログラ
ム原版上の像は、光学的に形成された干渉縞像ではな
く、コンピュータによって発生させた回折格子パターン
であるため、非常に鮮明になる。なお、このような点か
らは、本発明によって最終的に作成されるものは、純粋
な意味における「ホログラム原版」ではなく、「疑似ホ
ログラム原版」、あるいは「回折格子パターン」という
べきものであるが、前述したように、本願明細書では
「ホログラム原版」という言葉を用いることにする。

【００２２】続いて、図１に示す装置の動作を、具体的
な絵柄パターンを用いた例に基づいて詳述する。ここで
は、図２に示すようなモチーフに基づいてホログラム原
版を作成する場合を考える。図２に示すモチーフは、３
つの閉領域，，から構成される比較的単純なモチ
ーフである。このような単純なモチーフをそのまま絵柄
パターンとして用いることももちろん可能である。この
場合は、図１に示した例と同様に、３つの閉領域の内部
に、それぞれ格子パターンが生成されることになる。た
だ、偽造防止用のホログラムシールとしては、できるだ
け複雑な絵柄パターンを用いるのが好ましい。そこで、
この実施例では、多重ループによって絵柄パターンを形
成する方法を採っている。すなわち、図２に示すような
モチーフに対して、図３に示すような絵柄パターンを用
いるのである。この絵柄パターンは、３つのグループＧ
１，Ｇ２，Ｇ３に分けることができ、これらの各グルー
プは、図２に示すモチーフにおける閉領域，，に
対応するものである。ただ、図２のモチーフが一重の輪
郭線によって絵柄を表現していたのに対し、図３のパタ
ーンは多重ループによって絵柄を表現している。

【００２３】このような多重ループによる絵柄表現を採
ると、閉領域の数を増やすことができ、パターンを複雑
化させることができる。たとえば、図３の絵柄パターン
では、グループＧ１，Ｇ２の部分にはそれぞれ５重のル
ープにより５つの閉領域が形成され、グループＧ３の部
分には４重のループにより４つの閉領域が形成され、合
計で１４個の閉領域が形成されている。要するに、最も
内側のループによって囲まれた領域あるいは隣接する２
つのループ間の領域を、１つの閉領域として取り扱うこ
とができるようになる。したがって、各閉領域ごとに異
なる格子パターンを設定すれば、かなり複雑なホログラ
ム像を生成することができる。このような多重ループか
らなる絵柄パターンを作画装置によって作成する作業は
比較的簡単である。すなわち、まず図２に示すような基
本的なモチーフを作成し、続いて、各閉領域の部分ごと
に、外側のループを縮小したものを内側のループとして
順次配置してゆく作業を行えばよい。

【００２４】さて、輪郭線データ作成部１において、図
３に示すような多重ループからなる絵柄パターンが作成
されたものとして、以下の説明を続ける。なお、この多
重ループからなる絵柄パターンは、ループ自身が輪郭線
を構成しており、前述したように、曲線部分については
細かな直線の集合によって近似される。輪郭線データ作
成部１から出力される輪郭線データＣは、結局、この個
々のループを直線近似のベクトルデータで表現したもの
になる。

【００２５】格子条件設定部２では、図３に示す絵柄パ
ターンを構成する１４個の閉領域のそれぞれについて、
格子条件の設定が行われることになる。この設定手順
を、図４の流れ図に基づいて説明する。この実施例の装
置では、格子条件の設定方法として、２とおりの方法を
用意している。第１の方法は、ループ単位（１つの閉領
域単位）の設定であり、第２の方法は、グループ単位
（複数の閉領域単位）の設定である。まず、ステップＳ
１において、オペレータは設定方法の選択を行う。たと
えば、ループ単位での設定方法を指示する入力を行う
と、ステップＳ２において第１のループを指定し、ステ
ップＳ３において第２のループを指定する作業を行うこ
とができる。具体的には、グループＧ１についてループ
単位での設定を行う場合、図５に示すように、５つのル
ープＬ１〜Ｌ５のうちの隣接する２つのループを指定す
ることになる。たとえば、図５におけるループＬ３を第
１のループ、ループＬ４を第２のループとして指定する
と、この２つのループ間の閉領域が設定対象として選択
されたことになる。

【００２６】なお、この実施例の装置では、格子条件設
定部２はカラーディスプレイ装置を含んでおり、この格
子条件の設定作業中、図３に示すような絵柄パターンを
このディスプレイ装置によって表示させるようにしてい
る。オペレータは、この表示を見ながら、マウスあるい
はキーボードなどの入力機器を用いて、特定のループを
指定する入力を行うことができる。また、この装置で
は、オペレータがループ指定を行うたびに、指定された
ループだけが色を変えて表示されるようにしてある。た
とえば、ループＬ３，Ｌ４を指定した場合、これら２つ
のループの表示色が変化する。これにより、オペレータ
は、現在、どのループが指定されているかを視覚的に認
識することができる。

【００２７】こうして、ループ指定により特定の閉領域
が指定されたら、ステップＳ４において、この設定対象
となる特定の閉領域についての条件設定を行う。具体的
には、その閉領域内に生成する格子線の線幅、ピッチ、
配置角度の入力が行われる。たとえば、ループＬ３，Ｌ
４によって囲まれる閉領域内に、図６に示すような格子
線を生成するのであれば、線幅ｄ、ピッチｐ、配置角度
θ（この例では、Ｘ軸を基準軸としたときの角度）を指
定する入力を行えばよい。もっとも、線幅ｄやピッチｐ
を常に所定の値に固定しておくのであれば、配置角度θ
のみを指定する入力を行えばよい。線幅ｄおよびピッチ
ｐは、ホログラムから観測される光の色を決定するパラ
メータとなり、配置角度θは光が観測される向きを決定
するパラメータとなる。

【００２８】続いて、格子条件設定部２は、ステップＳ
５において、条件設定が完了した領域に疑似格子線の表
示を行う。たとえば、図６に示すように、ループＬ３，
Ｌ４によって囲まれた閉領域についての条件設定が完了
すると、図７に示すように、ディスプレイ装置上で、こ
の閉領域に疑似格子線が表示される。実際の格子線の線
幅ｄやピッチｐは、１μｍ程度の値であるため、実際に
設定されたとおりの条件で格子線の表示を行うと、ディ
スプレイ装置の解像度ではとても表示することはできな
い。そこで、線幅ｄやピッチｐを実際の何倍にも拡大
し、かつ、実際の格子線を間引いて本数を減らした疑似
格子線を、配置角度θ（これは設定どおり表示できる）
で表示するのである。オペレータは、この表示を見て、
どの閉領域についての条件設定が完了しているかを認識
することができるとともに、その閉領域について設定さ
れた配置角度θを認識することができる。なお、ディス
プレイ画面への表示倍率を変更する機能を設けておき、
十分に拡大した画面においては、実際の格子線の線幅ｄ
やピッチｐに応じた表示を行うようにしてもよい。最後
に、ステップＳ６を経て、ステップＳ１の手順へと戻
る。この手順を繰り返して行えば、各閉領域ごとに格子
条件の設定を行うことができる。

【００２９】なお、ステップＳ２，Ｓ３における２つの
ループ指定は、必ずしも必要なものではない。たとえ
ば、図５のループＬ１の内側の閉領域を条件設定の対象
とする場合には、ステップＳ２において、ループＬ１を
指定するだけで対象となる閉領域は特定される。あるい
は、前回、第１のループとして指定されたループを、次
回は自動的に第２のループとして取り扱うようにすれ
ば、毎回、第１のループを新たに指定してゆけばよい。
このような指定方法は、操作性を考慮して適宜変更しう
るものである。

【００３０】一方、ステップＳ１において、グループ単
位の設定方法を指示する入力を行うと、複数の閉領域を
対象とした一括指定が可能になる。まず、ステップＳ７
において、グループの指定を行う。ここでは、図３に示
す絵柄パターンの中のグループＧ１を指定したものとす
る。続いて、ステップＳ８において条件設定を行うが、
このとき、ループＬ１〜Ｌ５によって形成される５つの
閉領域〜についての条件設定を一括して行うのであ
る。いま、たとえば、図８に示す表のような条件設定を
意図していたとしよう。この条件設定では、線幅はいず
れの閉領域においても０．６μｍと一定であり、ピッチ
も１．２μｍと一定である。ただ、配置角度について
は、閉領域（ループＬ１の内部領域）が０°で、以下
外側の閉領域にゆくに従って１０°ずつ増加してゆき、
閉領域（ループＬ４，Ｌ５で囲まれた一番外側の領
域）が４０°となっている。

【００３１】このような規則的な条件設定を行う場合に
は、グループ単位での設定が便利である。条件設定の方
法としては、この実施例では２とおりの方法を用意して
いる。第１の方法は、初期条件と変動分とを指定する方
法であり、図８に示す例の場合、閉領域に対して配置
角度の初期条件として０°を指定し、変動分として＋１
０°を指定すればよい。第２の方法は、初期条件と終期
条件とを指定する方法であり、図８に示す例の場合、閉
領域に対して配置角度の初期条件として０°を指定
し、閉領域に対して配置角度の終期条件として４０°
を指定すればよい。これらの間の閉領域〜について
は、線形補間によって配置角度の設定を自動的に行うよ
うにする。また、初期条件、終期条件の他に、中間条件
を指定する方法も可能である。たとえば、図９に示すよ
うに、閉領域〜までが連続して配置されている場
合、閉領域に対して配置角度の初期条件として−３０
°を指定し、閉領域に対して配置角度の終期条件とし
て同じ−３０°を指定し、更に、閉領域に対して配置
角度の中間条件として３０°を指定することにより、閉
領域〜間および閉領域〜間をそれぞれ線形補間
することにより、すべての閉領域の配置角度の設定を自
動的に行うことができる。

【００３２】こうして、オペレータはディスプレイ装置
上に表示された絵柄パターンの各閉領域を見ながら、す
べての閉領域に疑似格子線表示がなされるまで、格子条
件の設定作業を続けてゆく。すべての格子条件が設定さ
れたら、この設定された条件が格子条件データＱとして
格子条件設定部２から出力される。本実施例の装置で
は、輪郭線データ作成部１から出力される輪郭線データ
Ｃも、格子条件設定部２から出力される格子条件データ
Ｑも、いずれもフロッピディスク内にファイル形式で保
存されるようにしている。

【００３３】このように、フロッピディスクにファイル
形式で、輪郭線データＣおよび格子条件データＱが用意
できたら、これを格子データ作成部３に入力する。格子
データ作成部３は、これらのデータに基づいて格子パタ
ーンを作成し、これを格子データＤという形式で出力す
る。以下、格子データ作成部３による格子パターン作成
処理の具体的な手法の一例を説明する。ここでは、説明
の便宜上、図５に示す絵柄パターンのうち、ループＬ１
で囲まれた閉領域についての格子パターンを作成する処
理を例にとる。この処理の基本手順は、格子条件データ
Ｑに基づくピッチｐおよび配置角度θで平行線を発生さ
せ、この平行線とループＬ１（閉領域の輪郭線）との交
点を求め、この交点を両端点とする線分を定義し、格子
条件データＱに基づく線幅ｄを前記線分にもたせる太ら
せ処理を行うというものである。

【００３４】この実施例では、配置角度θの大きさによ
って、２とおりの異なる処理を行うようにしている。ま
ず、−４５°≦θ≦４５°の場合には、次のようにして
平行線を発生させる。すなわち、図１０に示すように、
対象となる閉領域についての中心点Ａの座標値（ｘ０，
ｙ０）を演算によって求める。前述したように、本実施
例では、輪郭線データはすべて直線近似によるベクトル
データで構成されており、図１０に示すループＬ１も、
実際には楕円ではなく多角形で表現されていることにな
る。そこで、この多角形を構成する各頂点の重心位置を
演算によって求め、この重心位置を中心点Ａの座標値
（ｘ０，ｙ０）とすればよい。そして、この中心点Ａ
（ｘ０，ｙ０）を通り、傾きが格子条件として設定され
た配置角度θであるような直線を求め、この直線を基準
にして、次のような式で示される複数の直線を求める。

【００３５】 ｙ＝ｔａｎθ（ｘ−ｘ０）＋ｙ０＋ｄｙ・ｎ ｄｙ＝ｐ／ｃｏｓθ ここで、ｐは格子条件として設定されたピッチであり、
ｎは０，±１，±２，…という整数である。この結果、
図１１に示すような複数の平行線が求まることになる。
ｎ＝０の直線が中心点Ａを通る基準となる直線であり、
この両脇にループＬ１と交差する複数の直線が求められ
る。ループＬ１と交差しない直線は必要ない。

【００３６】続いて、これらの平行線とループＬ１との
交点を求め、この交点を両端点とする線分を定義する。
たとえば、ｎ＝０に対応する直線については、図１２に
示すように、２つの交点Ａ１（ｘ１，ｙ１），Ａ２（ｘ
２，ｙ２）が求まり、この２点を両端点とする線分ｍが
定義できる。

【００３７】次に、この線分ｍに格子条件として設定さ
れた所定の線幅ｄをもたせる太らせ処理が行われる。こ
の太らせ処理は、幅の要素をもたない幾何学上の線分に
対して幅を与える処理であり、実際には、線分を細長い
四角形に置き換える処理である。ここでは特に、細長い
平行四辺形に置き換える方法を説明する。また、演算を
簡単にするため、線幅ｄ＝ピッチｐ／２という条件設定
がされている場合を例にとる。いま、図１２に示すよう
に、両端点Ａ１（ｘ１，ｙ１），Ａ２（ｘ２，ｙ２）を
もつ線分ｍが定義されている場合に、この線分ｍを細長
い平行四辺形に置き換える処理を行う場合を考える。こ
の場合、次のような４頂点を演算により求める。

【００３８】 （Ｘ１，Ｙ１）＝（ｘ１，ｙ１＋ｄｙ／４） （Ｘ２，Ｙ２）＝（ｘ１，ｙ１−ｄｙ／４） （Ｘ３，Ｙ３）＝（ｘ２，ｙ２−ｄｙ／４） （Ｘ４，Ｙ４）＝（ｘ２，ｙ２＋ｄｙ／４） この結果、この４頂点により図１３に示すような平行四
辺形が求められる。この平行四辺形では、短辺がいずれ
もＹ軸に平行になる。図１１に示すように合計５本の平
行線が求められた場合には、図１４に示すように、短辺
がいずれもＹ軸に平行な５つの平行四辺形ｇ１〜ｇ５が
得られることになる。なお、図ではこれらの平行四辺形
の短辺と長辺との比はそれほど大きくないが、実際に
は、短辺は１μｍ程度のオーダの長さであり、長辺は１
ｍｍ程度のオーダの長さになるのが一般的である。した
がって、これらの平行四辺形は、巨視的に見れば線分と
見做せるような非常に細長い平行四辺形になる。

【００３９】一方、４５°＜θ＜９０°、あるいは、−
９０°＜θ＜−４５°の場合には、次のようにして平行
線を発生させる。まず、前述の場合と同様に、図１０に
示すような中心点Ａの座標値（ｘ０，ｙ０）を演算によ
って求める。そして、この中心点Ａ（ｘ０，ｙ０）を通
り、傾きが格子条件として設定された配置角度θである
ような直線を求め、この直線を基準にして、次のような
式で示される複数の直線を求める。

【００４０】 ｘ＝ｔａｎθ´（ｙ−ｙ０）＋ｘ０＋ｄｘ・ｎ ｄｘ＝ｐ／ｃｏｓθ´ ここで、θ´＝９０°−θ（但し、４５°＜θ＜９０°
の場合）、θ´＝−（９０°＋θ）（但し、−９０°＜
θ＜−４５°の場合）である。この結果、図１５に示さ
れるような複数の平行線が求められる。

【００４１】続いて、これらの平行線とループＬ１との
交点を求め、この交点を両端点とする線分ｍを定義し、
これに対して太らせ処理を行う。たとえば、図１６に示
すように、両端点（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２）をも
つ線分ｍが定義されている場合に、この線分ｍについて
次のような４頂点を求め、線分ｍをこの４頂点をもった
細長い平行四辺形に置き換える。

【００４２】 （Ｘ１，Ｙ１）＝（ｘ１−ｄｘ／４，ｙ１） （Ｘ２，Ｙ２）＝（ｘ１＋ｄｘ／４，ｙ１） （Ｘ３，Ｙ３）＝（ｘ２＋ｄｘ／４，ｙ２） （Ｘ４，Ｙ４）＝（ｘ２−ｄｘ／４，ｙ２） この平行四辺形では、短辺がいずれもＸ軸に平行にな
る。図１５に示すように合計７本の平行線が求められた
場合には、図１７に示すように、短辺がいずれもＸ軸に
平行な７つの平行四辺形ｇ１〜ｇ７が得られることにな
る。なお、これらの平行四辺形も巨視的に見れば線分と
見做せるような非常に細長い平行四辺形になる。

【００４３】以上、ループＬ１で囲まれた閉領域につい
ての格子パターン作成方法について述べたが、２つのル
ープに囲まれた閉領域についてもほぼ同様の方法により
格子パターンが作成できる。たとえば、図１８に示すよ
うに、ループＬ３，Ｌ４で囲まれた閉領域については、
１本の直線について４つの交点Ｑ１〜Ｑ４が得られるこ
とになるので、線分Ｑ１Ｑ２に対する太らせ処理によっ
て平行四辺形ｇａを作成し、線分Ｑ３Ｑ４に対する太ら
せ処理によって平行四辺形ｇｂを作成すればよい。こう
して、すべての閉領域について平行四辺形による格子パ
ターンが作成できたら、この格子パターンは格子データ
Ｄとして出力される。原版作成部４は、この格子データ
Ｄに基づいて物理的な格子パターンを形成し、ホログラ
ム原版Ｈを作成する。

【００４４】結局、上述の方法では、１本１本の格子線
は、すべて非常に細長い平行四辺形によって構成される
ことになる。しかも、配置角度θが±４５°を越えるか
否かで、２とおりの平行四辺形が用いられている。すな
わち、第１の平行四辺形は短辺がＹ軸に平行になり、第
２の平行四辺形は短辺がＸ軸に平行になる。このよう
に、短辺がいずれかの座標軸に平行になるような平行四
辺形を作成するようにしたのは、原版作成部４による原
版作成処理の便宜を考慮したためである。前述したよう
に、この実施例では、原版作成部４として、フォトマス
ク作成用の電子ビーム描画装置を用いている。この描画
装置では、任意の四角形を描画するよりも、対向する一
対の辺がいずれかの座標軸に平行となるような平行四辺
形を描画する方が、はるかに効率良く描画できるのであ
る。これは、電子ビームのスポットを各座標軸方向に走
査しながら描画するためである。したがって、上述のよ
うな方法で平行四辺形を作成しておくと、非常に効率良
い描画が可能になる。

【００４５】以上、本発明を図示する実施例に基づいて
説明したが、本発明はこの実施例のみに限定されるもの
ではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。た
とえば、上述の実施例では、格子線として非常に細長い
平行四辺形を用いているが、これはフォトマスク作成用
の電子ビーム描画装置における描画効率を向上させるた
めのものであり、本発明において必須の事項ではない。
したがって、非常に細長い長方形を格子線として用いて
もかまわない。また、図１に示したブロック図では、輪
郭線データ作成部１、格子条件設定部２、格子データ作
成部３、をそれぞれ別個の構成要素として示したが、こ
れらをハードウエア的に全く同一のコンピュータシステ
ムで構成してもかまわない。

【００４６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係るホログラム
原版の作成方法および作成装置によれば、コンピュータ
により回折格子パターンを発生させ、これを原版上にホ
ログラムパターンとして記録するようにしたため、再現
性が良好で、鮮明なホログラム像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るホログラム原版の作成装置の基本
構成を示すブロック図である。

【図２】ホログラムパターンのもとになるモチーフの一
例を示す図である。

【図３】図２に示すモチーフを、多重ループで表現する
ことによって得られた絵柄パターンを示す図である。

【図４】図１に示す装置における格子条件設定部２の処
理手順を説明する流れ図である。

【図５】図３に示す絵柄パターンの部分拡大図である。

【図６】図５に示す絵柄パターンの１つの閉領域に定義
された格子条件を示す図である。

【図７】図４に示す流れ図におけるステップＳ５の疑似
格子線表示処理の一例を示す図である。

【図８】図４に示す流れ図におけるステップＳ８の条件
設定処理の一例を示す図である。

【図９】図４に示す流れ図におけるステップＳ８の条件
設定処理の別な一例を示す図である。

【図１０】図１に示す装置における格子データ作成部３
による中心点決定処理を示す図である。

【図１１】図１に示す装置における格子データ作成部３
による平行線発生処理を示す図である。

【図１２】図１１に示す平行線に基づく線分決定処理を
示す図である。

【図１３】図１に示す装置における格子データ作成部３
による太らせ処理を示す図である。

【図１４】図１１に示す平行線に基づいて得られた各線
分について太らせ処理を完了した状態を示す図である。

【図１５】図１に示す装置における格子データ作成部３
による別な平行線発生処理を示す図である。

【図１６】図１に示す装置における格子データ作成部３
による別な太らせ処理を示す図である。

【図１７】図１５に示す平行線に基づいて得られた各線
分について太らせ処理を完了した状態を示す図である。

【図１８】２つのループに囲まれた閉領域についての格
子データ作成処理を示す図である。

【符号の説明】

１…輪郭線データ作成部 ２…格子条件設定部 ３…格子データ作成部 ４…原版作成部 〜…閉領域 Ａ…中心点 Ｃ…輪郭線データ Ｇ１〜Ｇ３…絵柄パターンを構成するグループ Ｄ…格子データ Ｈ…ホログラム原版 Ｌ…格子パターン Ｌ１〜Ｌ５…ループ（閉領域の輪郭線） Ｐ…絵柄パターン Ｑ…格子条件データ Ｑ１〜Ｑ４…交点 ｄ…格子線の線幅 ｇ，ｇａ，ｇｂ，ｇ１〜ｇ７…平行四辺形 ｍ…線分 ｐ…格子線のピッチ θ…格子線の配置角度

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の閉領域をもった絵柄パターンを各
   閉領域の輪郭線によって表現し、この輪郭線を示す輪郭
   線データを作成する第１の段階と、 回折格子を構成する格子線の線幅、ピッチ、配置角度
   を、前記絵柄パターンの各閉領域ごとに設定した格子条
   件データを作成する第２の段階と、 前記輪郭線データと前記格子条件データとに基づいて、
   前記絵柄パターンの各閉領域内に所定線幅の格子線を所
   定ピッチおよび所定角度で配置した格子パターンを発生
   し、この格子パターンを示す格子データを作成する第３
   の段階と、 前記格子データに基づいて、前記格子パターンを物理的
   な原版上に形成させる第４の段階と、 を有することを特徴とするホログラム原版の作成方法。
2. 【請求項２】 複数の閉領域をもった絵柄パターンを各
   閉領域の輪郭線によって表現し、この輪郭線を示す輪郭
   線データを作成する輪郭線データ作成部と、 オペレータからの入力に基づき、回折格子を構成する格
   子線の線幅、ピッチ、配置角度を、前記絵柄パターンの
   各閉領域ごとに設定した格子条件データを作成する格子
   条件設定部と、 前記輪郭線データと前記格子条件データとに基づいて、
   前記絵柄パターンの各閉領域内に所定線幅の格子線を所
   定ピッチおよび所定角度で配置した格子パターンを発生
   し、この格子パターンを示す格子データを作成する格子
   データ作成部と、 前記格子データに基づいて、前記格子パターンを物理的
   な原版上に形成させる原版作成部と、 を備えることを特徴とするホログラム原版の作成装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の作成装置において、 多重ループで表現される絵柄パターンについては、格子
   条件設定部が、１つのループによって囲まれた領域ある
   いは隣接する２つのループ間の領域を個々の閉領域とし
   て、格子条件データの作成を行うことを特徴とするホロ
   グラム原版の作成装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の作成装置において、 格子条件設定部が、隣接して配置された複数の閉領域に
   ついて格子条件データの設定を行うときに、１つの閉領
   域についての格子条件データを示す初期データと、この
   初期データに対する変動分を示す変動分データと、をオ
   ペレータから入力し、他の閉領域についての格子条件デ
   ータについては、前記初期データおよび前記変動分デー
   タに基づいて自動的に設定する機能を有することを特徴
   とするホログラム原版の作成装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の作成装置において、 格子条件設定部が、隣接して配置された複数の閉領域に
   ついて格子条件データの設定を行うときに、第１の閉領
   域についての格子条件データを示す初期データと、第２
   の閉領域についての格子条件データを示す終期データ
   と、をオペレータから入力し、前記第１の閉領域と前記
   第２の閉領域との間の閉領域についての格子条件データ
   については、前記初期データおよび前記終期データに基
   づく補間により、自動的に設定する機能を有することを
   特徴とするホログラム原版の作成装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載の作成装置において、 格子データ作成部が、１つの閉領域についての格子パタ
   ーンを発生する際に、格子条件データに基づく所定ピッ
   チおよび所定角度で平行線を発生させ、この平行線と前
   記閉領域についての輪郭線との交点を求め、この交点を
   両端点とする線分を定義し、格子条件データに基づく所
   定線幅を前記線分にもたせる太らせ処理を行うことを特
   徴とするホログラム原版の作成装置。