(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凹凸形状を有する微細構造を、被加工体の湾曲している被加工面に形成する表面形状の成形方法であって、
シート状の弾性体からなり、一方の表面に前記複数の凹凸形状を反転させて再配置するとともに前記一方の表面の面内方向に圧縮された形状が形成されたシート状型部材を、一端に開口を有する型保持部材の前記開口を横断するように配置するシート状型部材配置工程と、
前記開口の内周側となる領域で前記シート状型部材を引き伸ばし前記被加工面の湾曲形状に合わせて湾曲変形させるシート状型部材変形工程と、
前記被加工面上に液状の成形材料を配置してから、湾曲変形された前記シート状型部材を、前記被加工面と近接する位置に相対移動させるシート状型部材移動工程と、
前記被加工面に近接された前記シート状型部材を前記一方の表面とは反対側の表面から押圧して、前記一方の表面を前記被加工面に押しつけるシート状型部材押圧工程と、
前記シート状型部材と前記被加工面との間に挟まれた前記成形材料を硬化させる硬化工程と、
前記成形材料の硬化後に前記シート状型部材を前記被加工面から離間させる離型工程と、
を備え、
前記シート状型部材変形工程では、
前記シート状型部材の湾曲形状は、前記被加工面の外縁に、湾曲された前記シート状型部材を当接させたときに、前記湾曲された前記シート状型部材の前記一方の表面の先端部の包絡面と前記被加工面とが当接部を除いて離間している形状とする
ことを特徴とする、表面形状の成形方法。
【請求項２】
前記シート状型部材変形工程では、
前記開口が前記シート状型部材で塞がれた状態の前記型保持部材の内部の圧力を変化させることにより、前記シート状型部材を湾曲変形させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の表面形状の成形方法。
【請求項３】
前記シート状型部材変形工程では、
前記湾曲された前記シート状型部材の前記一方の表面の先端部の包絡面と前記被加工面との間に、外縁側から中心側に向かって漸増する隙間が形成される形状とする
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の表面形状の成形方法。
【請求項４】
前記被加工体は、被加工面として湾曲した光学面を有する光学素子基材であり、
前記微細構造は、錘体が集合した反射防止構造である
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面形状の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面形状の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばカメラ等の撮像レンズのレンズ面には、ゴーストやフレアなどの不要光の映り込みを防止するため、多層薄膜による反射防止膜が設けられていることが多い。
近年、このような多層薄膜によらない反射防止構造体として、レンズ表面に三角錐や四角錐などを単位とする微細構造を形成し、レンズ表面の近傍で屈折率変化が生じるようにした反射防止構造体が提案されている。また、このような微細構造によれば、光散乱構造体を構成することも可能である。
一方、被加工体の表面に微細な凹凸形状からなる微細構造を成形する表面形状の成形方法として、ナノインプリントが知られている。ナノインプリントでは、平面の型を用いて平面に転写するのが一般的であり、例えばレンズ面等、微細構造を成形すべき被加工面が湾曲している光学素子に微細構造を形成することはできなかった。
このため、湾曲面に微細な凹凸形状を形成するには、このような凹凸形状が反転した形状を成形型の湾曲面上に形成しておく必要があった。
例えば、特許文献１には、フォトリソグラフィにより微細構造に対応するフレキシブル基板の形成し、このフレキシブル基板を曲面構造体の表面に貼り付けることにより曲面母型を構成し、金属による電鋳を施すことにより金属微細構造体を形成する微細構造体の製造方法が記載されている。
また、特許文献１には、この金属微細構造体を金型に配置して、成形を行うことで、光散乱面を有するアウターレンズを成形することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５５７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術には、以下の問題があった。
特許文献１に記載の技術で形成した金属微細構造体をナノインプリントのスタンパとして用いると、被加工面が湾曲している場合でも微細構造を成形することができるが、微細構造は、金属微細構造体が離型可能な形状に限定されてしまう。例えば、レンズ面の光軸方向を離型方向とする場合には、光軸に平行な方向に延びる突起からなる微細構造は形成可能であるが、レンズ面の法線方向に延びる突起の集合からなる微細構造は、離型時に微細構造が破損してしまうという問題がある。
また、平面からなるナノインプリントのスタンパを変形可能な材質で形成し、このスタンパを湾曲した被加工面に押圧して湾曲面に倣わせることも考えられるが、湾曲面の凹凸によって、不均一な圧力分布が発生するという問題がある。このため、スタンパに加わる圧力が高い部位では、スタンパの凹凸形状が歪んだりつぶれたりし、圧力が低い部位では、湾曲面とスタンパとの密着性が悪くなって、微細構造の高さが不均一となるという問題がある。
このように、微細構造の形状精度が悪いと、例えば、反射防止構造体を形成する場合、反射防止特性のバラツキとなって現れるため、良好な反射防止特性が得られなくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、湾曲している被加工面に複数の凹凸形状による微細構造を精度よく形成することができる表面形状の成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の表面形状の成形方法は、複数の凹凸形状を有する微細構造を、被加工体の湾曲している被加工面に形成する表面形状の成形方法であって、シート状の弾性体からなり、一方の表面に前記複数の凹凸形状を反転させて再配置するとともに前記一方の表面の面内方向に圧縮された形状が形成されたシート状型部材を、一端に開口を有する型保持部材の前記開口を横断するように配置するシート状型部材配置工程と、前記開口の内周側となる領域で前記シート状型部材を引き伸ばし前記被加工面の湾曲形状に合わせて湾曲変形させるシート状型部材変形工程と、前記被加工面上に液状の成形材料を配置してから、湾曲変形された前記シート状型部材を、前記被加工面と近接する位置に相対移動させるシート状型部材移動工程と、前記被加工面に近接された前記シート状型部材を前記一方の表面とは反対側の表面から押圧して、前記一方の表面を前記被加工面に押しつけるシート状型部材押圧工程と、前記シート状型部材と前記被加工面との間に挟まれた前記成形材料を硬化させる硬化工程と、前記成形材料の硬化後に前記シート状型部材を前記被加工面から離間させる離型工程と、を備え、前記シート状型部材変形工程では、前記シート状型部材の湾曲形状は、前記被加工面の外縁に、湾曲された前記シート状型部材を当接させたときに、前記湾曲された前記シート状型部材の前記一方の表面の先端部の包絡面と前記被加工面とが当接部を除いて離間している形状とする方法とする。
【０００７】
また、本発明の表面形状の成形方法では、前記シート状型部材変形工程では、前記開口が前記シート状型部材で塞がれた状態の前記型保持部材の内部の圧力を変化させることにより、前記シート状型部材を湾曲変形させることが可能である。
【０００９】
また、本発明の表面形状の成形方法では、前記シート状型部材変形工程では、前記湾曲された前記シート状型部材の前記一方の表面の先端部の包絡面と前記被加工面との間に、外縁側から中心側に向かって漸増する隙間が形成される形状とすることが可能である。
【００１０】
また、本発明の表面形状の成形方法では、前記被加工体は、被加工面として湾曲した光学面を有する光学素子基材であり、前記微細構造は、錘体が集合した反射防止構造であることが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の表面形状の成形方法によれば、シート状の弾性体からなるシート状型部材を被加工面の湾曲形状に合わせて湾曲変形させてから被加工面に押しつけて微細構造の成形を行うため、湾曲している被加工面に複数の凹凸形状による微細構造を精度よく形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法によって製造された光学素子の構成の一例を示す模式的な平面図、そのＡ−Ａ断面図、ｂ部詳細図、およびｃ部詳細図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の微細構造形成用型を含む表面加工装置の模式的な構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の微細構造形成用型に用いるシート状型部材の模式的な平面図、およびそのＤ−Ｄ断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の微細構造形成用型に用いるシート状型部材の製造工程を示す模式的な工程説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材配置工程、およびシート状型部材変形工程を示す模式的な工程説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材移動工程を示す模式的な工程説明図、そのｅ部詳細図、およびｆ部詳細図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材押圧工程、および離型工程を示す模式的な工程説明図である。
【図８】比較例の成形方法の作用を説明する模式図である。
【図９】図７におけるｋ部詳細図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の第１変形例の表面形状の成形方法によって製造された光学素子の構成の一例を示す模式的な平面図、そのＧ−Ｇ断面図、ｍ部詳細図、およびｎ部詳細図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の第１変形例の微細構造形成用型を含む表面加工装置の模式的な構成図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の第１変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材移動工程を示す模式的な工程説明図、そのｓ部詳細図、およびｒ部詳細図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態の第１変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材押圧工程を示す模式的な工程説明図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態の第２変形例の微細構造形成用型の構成を示す模式的な断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態の第２変形例の微細構造形成用型の製造工程を示す模式的な工程説明図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態の第３変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程を示す模式的な工程説明図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態の微細構造形成用型の模式的な構成図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程、およびシート状型部材押圧工程を示す模式的な工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１７】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法に用いる表面加工装置について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法によって製造された光学素子の構成の一例を示す模式的な平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。図１（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ図１（ｂ）におけるｂ部詳細図、およびｃ部詳細図である。図２は、本発明の第１の実施形態の微細構造形成用型を含む表面加工装置の模式的な構成図である。図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態の微細構造形成用型に用いるシート状型部材の模式的な平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。
【００１８】
本実施形態の表面形状の成形方法は、複数の凹凸形状を有する微細構造を被加工体の湾曲している被加工面に形成する表面形状の成形方法である。
被加工体の種類や微細構造の形状は、特に限定されない。
以下では、一例として、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、被加工体がレンズ本体１（光学素子基材）であり、微細構造が反射防止部２による反射防止構造の場合の例で説明する。
すなわち、本実施形態では、レンズ本体１に反射防止部２を形成して、光学素子であるレンズ１Ａを製造する場合の例で説明する。
【００１９】
レンズ本体１は、球面の凸レンズ面１ａ（被加工面、湾曲している光学面）と、球面の凸レンズ面１ｂ（湾曲している光学面）とを備える単玉の両凸レンズであり、これら凸レンズ面１ａ、１ｂの外周にレンズ側面１ｃが形成されている。
凸レンズ面１ａ、１ｂは、反射防止部２を形成する前に、レンズの設計仕様に基づく面形状、面精度に加工されている。以下では、レンズ本体１のレンズ径をＤ１（図１（ａ）参照）、凸レンズ面１ａ、１ｂの曲率半径をそれぞれＲａ、Ｒｂで表す（図１（ｂ）参照）。
レンズ本体１の材質は、ガラスでも合成樹脂でもよい。また、凸レンズ面１ａ、１ｂの形成方法は、研磨でもよいし成形でもよい。
以下では、重複する説明を避けるため、反射防止部２に関しては、凸レンズ面１ａに形成された反射防止部２を中心として説明する。特に断らない限り、凸レンズ面１ａの反射防止部２に関する説明は、必要に応じて凸レンズ面１ｂの形状に応じた変更を加えれば、凸レンズ面１ｂにおける反射防止部２にも同様に適用することができる。
【００２０】
反射防止部２は、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、凸レンズ面１ａ上に密集して配置された円錐状の突起２ａの集合体である。
各突起２ａの中心軸は、本実施形態では、各突起２ａが設けられた位置における凸レンズ面１ａの法線Ｎの方向に一致されている。ただし、突起２ａの中心軸の方向は、反射率が許容できる範囲であれば法線Ｎから傾斜した方向に設定してもよく、法線Ｎの方向に厳密に一致させる必要はない。
また、各突起２ａは、本実施形態では、一例として、ＵＶ硬化樹脂によって形成されている。ＵＶ硬化樹脂の種類は、レンズ本体１の材質の屈折率に応じて、屈折率差がなるべく少なくなる材質を選定する。例えば、本実施形態では、レンズ本体１がＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）樹脂（屈折率１．５）である場合に、ＵＶ硬化樹脂は、ＰＡＫ−０２（商品名；東洋合成工業（株）製、屈折率１．５）を採用している。
突起２ａの形状は、反射防止する波長や反射率の目標値に応じて適宜設定することができる。本実施形態では、一例として、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの入射光の凸レンズ面１ａでの反射率を１％以下にするために、底面の直径ｄｔが２００ｎｍ、高さｈｔが２００ｎｍとされた突起２ａを、隣接ピッチｐｔを２００ｎｍで凸レンズ面１ａ上に均一に分布させている。ここで分布が均一であるとは、凸レンズ面１ａ上での平均的な隣接ピッチｐｔが一定であることを意味し、個々の隣接ピッチｐｔは、例えば、製作誤差などによるバラツキを有していてもよい。
このような構成により、凸レンズ面１ａ上では、高さ２００ｎｍの範囲で、屈折率が１から１．５に連続的に変化するため、入射光の反射が抑制される。
【００２１】
このようなレンズ１Ａは、本実施形態では、図２に示す表面加工装置５０を用いて製造される。以下では、表面加工装置５０により、凸レンズ面１ａに反射防止部２を形成する場合の例を中心に説明する。
【００２２】
表面加工装置５０の概略構成は、保持部３、ＵＶ光源４、微細構造形成用型１０、型移動部７、および圧力制御部８（シート状型部材変形部）を備える。また、図示は省略するが、表面加工装置５０の各動作を制御する動作制御部を備える。この動作制御部が行う動作制御には、型移動部７の動作制御と、圧力制御部８の動作制御とが含まれる。
【００２３】
保持部３は、反射防止部２を形成する表面加工を行う際にレンズ本体１を保持するものである。本実施形態では、上面側に保持穴部３ｂが形成されており、レンズ本体１の光軸Ｏを鉛直軸に整列させて凸レンズ面１ａを上方に向けた状態で、レンズ側面１ｃおよび凸レンズ面１ｂを保持することができるようになっている。
保持穴部３ｂの外周側には、後述する微細構造形成用型１０の下端面が当接する型受け面３ｃが形成されている。
保持穴部３ｂの中心部には、レンズ１Ａのレンズ有効径よりも大きく開口した孔部３ａが貫通して設けられている。
孔部３ａの中心軸は、保持部３に保持されたレンズ本体１の光軸Ｏと整列する位置関係にある。
【００２４】
ＵＶ光源４は、紫外光（ＵＶ光）をレンズ本体１に照射する光源であり、凸レンズ面１ａに塗布されたＵＶ硬化樹脂を硬化させるために用いられる。本実施形態では、ＵＶ光源４は、保持部３の下方において、孔部３ａの中心に重なる位置に配置されている。このため、ＵＶ光源４から上方に照射されたＵＶ光は、孔部３ａを通過して、レンズ本体１に入射し、凸レンズ面１ａの全面に照射される。
【００２５】
微細構造形成用型１０は、型保持部材６、固定部材９、およびフィルム型５（シート状型部材）を備える。
型保持部材６は、レンズ本体１のレンズ有効径以上の内径を有する開口６ａが一端側（図２の下端側）に形成された有底円筒状の部材であり、中心軸線Ｚが鉛直軸と平行、かつ保持部３の保持穴部３ｂに保持されたレンズ本体１の光軸Ｏと同軸になるように配置されている。
型保持部材６の上面６ｆの中心部には、後述する型移動部７の移動軸7ａの下端部が連結されている。このため、型保持部材６は、移動軸７ａによって、鉛直方向に移動可能に保持されている。
また、型保持部材６の穴底面６ｂの中心部には、穴底面６ｂから上面６ｆまでの間に貫通するように流通孔部６ｄが設けられている。流通孔部６ｄは、型保持部材６の内部に空気を給気または排気するための流通路を形成している。
型保持部材６の開口６ａに沿う下端面６ｃは、中心軸線Ｚと直交する平面からなり、後述する固定部材９との間にフィルム型５の外周部を挟んで固定できるようになっている。
また、型保持部材６の下端部の外周側の側面には、固定部材９を螺合するための雄ねじ部６ｅが形成されている。
型保持部材６の材質は、内部の圧力変化に耐える剛性を有していれば、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼などの金属などを採用することができる。
【００２６】
固定部材９は、フィルム型５の外周部を型保持部材６の下端面６ｃに固定するための円環状部材であり、型保持部材６の雄ねじ部６ｅに螺合する雌ねじ部９ｅを有する円筒状の筒状部９Ａと、筒状部９Ａにおける軸方向の一端側から内側に突出され、固定部材９の一端側の端面９ｄを構成する環状部９Ｂとを備える。
端面９ｄは、筒状部９Ａの中心軸線と直交する平面からなる。また、端面９ｄには、周方向の複数箇所で、径方向に貫通して凹溝部９ｃが設けられている。
環状部９Ｂの中心部には、レンズ本体１の外径よりも大きい円状の開口部９ａが形成されている。
また、環状部９Ｂにおいて端面９ｄの裏側には、雌ねじ部９ｅを型保持部材６の雄ねじ部６ｅに螺合したときに、型保持部材６の下端面６ｃと対向する押え面９ｂが形成されている。
【００２７】
フィルム型５は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、厚さが一定の弾性体からなるシート状部材の一方の表面５ｃに、被加工面である凸レンズ面１ａ上に反射防止部２を形成するための微細な凹凸形状を有する成形面部５Ａが形成された部材である。成形面部５Ａは、表面５ｃの外縁の一部を除く円形の領域に形成されている。
また、フィルム型５において、表面５ｃと反対側の裏面５ｄは平滑面からなる。
フィルム型５の平面視形状は、外力による変形を受けない状態（以下、「自然状態」と称する）では型保持部材６の開口６ａおよび下端面６ｃを覆う円形とされ、本実施形態では型保持部材６の下端部の外径と一致する円形に形成されている。
フィルム型５において、成形面部５Ａよりも外周側の環状の領域は、一定の厚さを有しており、型保持部材６の下端面６ｃと固定部材９の押え面９ｂの間に挟まれて固定保持される被固定部５Ｂを構成している。
フィルム型５の材質は、厚さ方向よりも面内方向（厚さ方向に直交する方向）の伸縮特性が良好な弾性材料であって、表面に微細な凹凸形状が形成できる材料であれば、特に限定されない。このような弾性材料としては、例えば、シリコンゴムなどの材料が好適である。本実施形態では、一例として、シリコンゴムを採用している。
【００２８】
このようなフィルム型５は、図２に二点鎖線に示すように、被固定部５Ｂを型保持部材６の下端面６ｃに当接させた状態で、型保持部材６に固定部材９を螺合させることにより、下端面６ｃと固定部材９の押え面９ｂとの間に挟んで固定されている。
ただし、このように固定されたフィルム型５は弾性体からなるため、面外方向に外力を受けると外周側の被固定部５Ｂを除く範囲が変形する。図２の実線には、このような外力を受けた際のフィルム型５の形状を示している。
以下では、フィルム型５の各部の形状は、特に断らない限り、自然状態の形状を表すものとし、特定の変形状態の形状に言及していることを明記する場合のみ、各部の符号に「’」、「’’」等を付して表す。
例えば、図２には、実線と二点鎖線とで、フィルム型５を描いているが、これらは同一部材である。ただし、実線の変形状態（後述する「押圧前変形状態」）を指す場合には、フィルム型５’’と称する。したがって、フィルム型５’’の成形面部５Ａ’’の形状は、自然状態の成形面部５Ａとは異なる形状を有している。
【００２９】
成形面部５Ａは、反射防止部２の各突起２ａの形状の凹凸を反転した凹形状を表面５ｃに対応する平面上に展開配置して表面５ｃの面内方向に圧縮した形状からなり、フィルム型５の中心部において、レンズ本体１の凸レンズ面１ａにおけるレンズ径と同程度の範囲に形成されている。
本実施形態の成形面部５Ａは、図３（ｃ）に示すように、表面５ｃに、反射防止部２の各突起２ａに対応する凹穴部５ａが多数形成されたものである。
凹穴部５ａの形状および位置は、フィルム型５の表面５ｃが、面内方向に引き伸ばされて、凸レンズ面１ａに密着する凹面に変形されたとき（以下、「被加工面密着変形状態」と称する）に、反射防止部２における各突起２ａの凹凸を反転した凹形状となるように設定される。被加工面密着変形状態の各部には、符号に「’」を付して表すと、成形面部５Ａ’における凹穴部５ａ’は、自然状態の凹穴部５ａを表面５ｃの面内方向に引き伸ばした形状であり、反射防止部２の突起２ａの凹凸を反転した形状に一致している。
このため、後述するように、自然状態の各凹穴部５ａの形状は同一形状とは限らず、隣接ピッチも部位により異なるが、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は模式図のため、凹穴部５ａの個々の形状の相違や隣接ピッチの相違は無視して簡略化している。
また、凹穴部５ａの内周面はフィルム型５の外表面の一部を構成しているが、以下では、成形面部５Ａにおける表面５ｃは、凹穴部５ａが形成される前の表面を意味するものとする。したがって、成形面部５Ａにおける表面５ｃの形状は、成形面部５Ａの先端部の包絡面によって定義され、成形面部５Ａが湾曲された成形面部５Ａ’等の場合も同様である。
【００３０】
なお、図３（ｃ）には、成形面部５Ａの先端部に表面５ｃの一部を形成する平面部が残されている場合が図示されているが、反射防止部２の形状によっては、成形面部５Ａは、先端部が点状の凹凸形状になっていてもよい。
この場合も、同様にして、成形面部５Ａの先端部の包絡面によって、表面５ｃの形状が定義される。
【００３１】
本実施形態では、反射防止部２の突起２ａの底面の直径ｄｔおよび隣接ピッチｐｔが定数である。
また、フィルム型５は、微細構造形成用型１０として組み立てられた状態では、被固定部５Ｂが固定されているため、被固定部５Ｂの内側の範囲で弾性変形可能である。
本実施形態では、後述するように、フィルム型５を空気圧で変形させ、押圧前変形状態のフィルム型５’’に変形させてから、凸レンズ面１ａ上に押圧して、被加工面密着変形状態のフィルム型５’を形成する。
自然状態のフィルム型５からフィルム型５’への変換は、外径Ｄ１の円平面を、外周の直径がＤ１に等しい曲率半径Ｒａの球欠形状に変形させる変換であるため、外径Ｄ１、曲率半径Ｒａ、フィルム型５の材料定数が与えられれば、計算によってフィルム型５の表面５ｃの各位置と、フィルム型５’の表面５ｃ’の各位置との対応関係が得られる。
これにより、表面５ｃ’上における凹穴部５ａ’の形状は、反射防止部２の開口径ｄｈ０、隣接ピッチｐｈ０の突起２ａの凹凸形状を反転した形状円錐穴状を逆変換して、表面５ｃ上における圧縮変形された形状を算出することができる。
【００３２】
このため、成形面部５Ａでは、表面５ｃに沿う中心軸線Ｃからの距離がｘである位置に穴中心軸ｎが位置する凹穴部５ａの場合、図３（ｃ）に示すように、開口径が、径方向でｄｒ（ｘ）、図示略の周方向でｄθ（ｘ）、深さｈ（ｘ）＝ｈｔの楕円錐穴（条件により円錐穴も含む）であり、隣り合う他の凹穴部５ａとの隣接ピッチは、径方向でｐｒ（ｘ）、図示略の周方向でｐθ（ｘ）である。また、凹穴部５ａの穴中心軸ｎは、表面５ｃの法線に整列している。
【００３３】
型移動部７は、図２に示すように、型保持部材６の上方に配置されている。型移動部７の概略構成は、下端部がそれぞれ型保持部材６の上面６ｆの中心部に接続され、鉛直軸に平行に配置された移動軸７ａと、移動軸７ａの上端部を保持し、移動軸７ａを鉛直軸に沿って進退させる軸移動機構７ｂとを備える。
【００３４】
移動軸７ａの内部には、型保持部材６の流通孔部６ｄの上端部と接続され、流通孔部６ｄに連通する管路７ｃが設けられている。管路７ｃの他端部は、軸移動機構７ｂの側方において、チューブ８ａを介して圧力制御部８と接続されている。
【００３５】
軸移動機構７ｂは、図示略の支持部材によって保持部３の上方に固定されている。
また、軸移動機構７ｂは、移動軸７ａの進退量を制御する図示略の動作制御部と電気的に接続されている。
軸移動機構７ｂの具体的な構成としては、モータ等の駆動機構を用いたアクチュエータや、エアシリンダなどの流体駆動によるアクチュエータなどの構成を採用することができる。
【００３６】
圧力制御部８は、管路７ｃに連結されたチューブ８ａを介して、型保持部材６の内部から排気したり、型保持部材６の内部に給気したりするポンプを備え、型保持部材６の内部に形成される後述の圧力変化室Ｐの空気圧を調整するものである。
【００３７】
次に、表面加工装置５０を用いて、レンズ本体１の光学面に反射防止部２を形成する表面形状の成形方法と、これによりレンズ１Ａを製造方法する方法の一例について説明する。
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の第１の実施形態の微細構造形成用型に用いるシート状型部材の製造工程を示す模式的な工程説明図である。図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材配置工程、およびシート状型部材変形工程を示す模式的な工程説明図である。図６（ａ）は、本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材移動工程を示す模式的な工程説明図である。図６（ｂ）、（ｃ）は、図６（ａ）におけるｅ部詳細図、およびｆ部詳細図である。図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材押圧工程、および離型工程を示す模式的な工程説明図である。図８（ａ）、（ｂ）は、比較例の成形方法の作用を説明する模式図である。図９は、図７（ｂ）におけるｋ部詳細図である。
【００３８】
本実施形態の表面形状の成形方法は、まず、フィルム型５を製作した後、シート状型部材配置工程、シート状型部材変形工程、シート状型部材移動工程、シート状型部材押圧工程、硬化工程、および離型工程を、この順に行う方法である。ただし、シート状型部材変形工程は、シート状型部材移動工程が終了するまでの間に行えばよいため、シート上型部材移動工程と並行して行うようにしてもよい。以下では、一例として、シート状型部材変形工程が終了してからシート状型部材移動工程を行う場合の例で説明する。
【００３９】
まず、自然状態のフィルム型５を製作する工程について説明する。
フィルム型５を製作するには、まず、反射防止部２の形状から決まる被加工面密着変形状態における成形面部５Ａ’の形状に基づいて、自然状態のフィルム型５の成形面部５Ａの形状を決定する。
成形面部５Ａの形状を決定したら、フィルム型５の製作を開始する。
まず、図４（ａ）に示すように、例えばシリコンからなる平板部材からなるマスター基材１１を用意し、このマスター基材１１の一方の板面である基材表面１１ａ上に、成形面部５Ａにおける凹穴部５ａの形状に一致された複数の凹穴部を有する反転微細構造体１２を形成する。
ここで、図４（ａ）（図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）も同様）では、ｄｒ（ｘ）、ｐｒ（ｘ）がｘにより変化することを示すため、突起１２ａの形状や隣接ピッチがｘにより異なる場合の様子を誇張して模式的に描いている。
このような反転微細構造体１２は、基材表面１１ａ上にレジストを塗布し、例えば電子線描画装置によって形状パターンを露光した後、露光部を除去することにより形成することができる。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示すように、ドライエッチング装置を用いて基材表面１１ａの法線方向に沿ってエッチングビーム１４を照射し、反転微細構造体１２が除去されるまで異方性エッチングを行う。
これにより、基材表面１１ａの各位置において、反転微細構造体１２の外形に沿って、基材表面１１ａの法線方向にエッチングが進行し、反転微細構造体１２の形状がマスター基材１１に転写される。これによりマスター基材１１の反転微細構造部１１ｂが形成される。
以下、反転微細構造部１１ｂが形成されたマスター基材１１をマスター型１１Ａと称する。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示すように、マスター型１１Ａを母型として、反転型１３を形成する。例えば、ガラス等の透明な平面基板上にＵＶ硬化樹脂を塗布し、ＵＶインプリントを用いて微細構造転写を行うことにより、反転型１３を形成する。また、反転型１３の製作方法は、樹脂フィルムに加熱下でマスター型１１Ａを押し付けることによっても製作可能である。
これにより、反転微細構造部１１ｂの形状を反転した微細構造部１３ａを表面に有する全体として平板状の反転型１３が得られる。微細構造部１３ａの形状は、反転微細構造部１１ｂを反転した形状であるため、楕円錐状の突起が密集して配置された、全体として凸型の形状である。
マスター型１１Ａの製作を省略して反転型１３から製作を行ってもよいが、エッチングでは、凹型の形状を製作する方が凸型の形状を製作するよりも容易であり、形状精度も良好となる。このため、本実施形態では、凹型の形状のマスター型１１Ａを作成する製造方法を採用している。
【００４２】
次に、図４（ｄ）に示すように、反転型１３を成形面部５Ａの母型とし、フィルム型５の外形を形成する図示略の型枠を形成し、この型枠に液体状のＵＶ硬化性や熱硬化性の樹脂を導入して硬化させて、フィルム型５を形成する。硬化手段としては、熱方式や光硬化方式を挙げることができる。本実施形態では、ＵＶ光による光硬化方式を採用している。
このようにして、成形面部５Ａを有するフィルム型５が製作される。
以上で、型製作工程が終了する。
【００４３】
なお、上記のフィルム型５の製作方法は、一例であって、適宜変形することができる。
例えば、マスター型１１Ａを形成する場合に、ドライエッチングの代わりに、アルミ陽極酸化等の選択的なエッチングを採用してもよい。
【００４４】
次に、シート状型部材配置工程を行う。図５（ａ）に示すように、本工程は、フィルム型５を、型保持部材６の開口６ａを横断するように配置して、微細構造形成用型１０を形成する工程である。
本工程は、型保持部材６を型移動部７から取り外した状態で行ってもよいし、型保持部材６が型移動部７に取り付けられた状態で行ってもよい。図５（ａ）には、微細構造形成用型１０がすでに形成され、型移動部７に取り付けられた様子を示している。
【００４５】
フィルム型５の取り付け方は、フィルム型５の表面５ｃを型保持部材６の外側に向けて、被固定部５Ｂと型保持部材６の下端面６ｃとを重ねて配置する。このとき、フィルム型５が開口６ａ内でたるむことなく、自然状態の平面形状を保つように配置する。例えば、成形面部５Ａにおける表面５ｃを保持する適宜の保持治具などを用いれば、自然状態を保って配置することができる。
次に、この状態で、固定部材９を型保持部材６に螺合して、固定部材９の押え面９ｂをフィルム型５の被固定部５Ｂに当接させる。これにより、押え面９ｂと下端面６ｃとの間に被固定部５Ｂが挟まれた状態で固定保持される。
なお、この作業は、型保持部材６を型移動部７に取り付けた状態で行う場合には、圧力制御部８を停止しておく。
【００４６】
このようにして、フィルム型５は、自然状態の平面状の形状で型保持部材６に固定され、微細構造形成用型１０が組み立てられる。
フィルム型５は、成形面部５Ａが型保持部材６の外側に向いた状態で型保持部材６の開口６ａを塞いでおり、型保持部材６の下端面６ｃと密着して固定されている。
これにより、フィルム型５によって開口６ａが気密に閉じられるため、型保持部材６の内部に流通孔部６ｄから給気または排気を行うことにより圧力が変化される圧力変化室Ｐが形成される。
微細構造形成用型１０が保持部３の上方に配置されたら、シート状型部材配置工程が終了する。
【００４７】
次に、シート状型部材変形工程を行う。図５（ｂ）に示すように、本工程は、開口６ａの内周側となる領域でフィルム型５を引き伸ばし被加工面である凸レンズ面１ａの湾曲形状に合わせて湾曲変形させる工程である。ここで、湾曲形状に「合わせて」とは、凹凸の湾曲方向が一致していて、曲率の大きさが略一致している（一致している場合も含む）という意味であり、湾曲形状が完全に一致することのみを意味するものではない。
本実施形態では、図示略の動作制御部が、圧力制御部８を駆動して圧力変化室Ｐ内の空気を吸引して排気を行い、圧力変化室Ｐ内の圧力を低下させる。
これにより、フィルム型５の成形面部５Ａには、圧力変化室Ｐの内圧よりも高圧の大気圧が作用するため、フィルム型５が圧力変化室Ｐの内部に向かって押圧される。この結果、被固定部５Ｂが固定された状態で、被固定部５Ｂよりも内周側のフィルム型５が面内方向に引き伸ばされる。この結果、フィルム型５がドーム状に湾曲変形されて、フィルム型５’’が形成される。
【００４８】
フィルム型５の表面５ｃの湾曲の変形状態は、図５（ｂ）に示す押圧前変形状態の表面５ｃ’’となるようにする。
押圧前変形状態の表面５ｃ’’の湾曲形状は、後述するシート状型部材押圧工程において、表面５ｃ’’を凸レンズ面１ａに向けて押圧していく際に、フィルム型５が凸レンズ面１ａと滑らかに接触して凸レンズ面１ａに円滑に密着できる形状とする。
具体的には、押圧によって表面５ｃ’’が凸レンズ面１ａに沿う形状に変形される過程で、表面５ｃ’’の面内方向の引張応力が発生しないか、または発生しても成形面部５Ａ’’の変形が許容範囲に収まる形状とする。
【００４９】
このような表面５ｃ’’の湾曲形状としては、凸レンズ面１ａの外縁に、表面５ｃ’’を当接させたときに、この当接部を除く凸レンズ面１ａと表面５ｃ’’との間が離間することにより、隙間ができる形状を挙げることができる（以下、「中央離間型湾曲形状」と称する）。
この場合、表面５ｃ’’は外周側における凸レンズ面１ａとの円状の当接部を除いて凸レンズ面１ａから離間されている。また、表面５ｃ’’の表面積が凸レンズ面１ａの表面積よりも大きいため、面内方向にさらに収縮することにより、被加工面密着湾曲形状が得られる形状である。すなわち、フィルム型５’’は、凸レンズ面１ａの上方の空間で縮みながら凸レンズ面１ａに接近していくことができるため、きわめて円滑に凸レンズ面１ａと密着することができる。
この場合、表面５ｃ’’と凸レンズ面１ａとの間に形成される隙間は、外縁側から中心側に向かって漸増する隙間であることがより好ましい。
ここで、それぞれの場合の隙間の最大値は、特に限定されないが、フィルム型５’’の変形負荷は小さいことが好ましいため、例えば、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にとどめることが好ましい。
これらの湾曲形状は、例えば、表面５ｃ’’が球面である場合には、その曲率半径Ｒ５ｃ’’（図５（ｂ）参照）が、凸レンズ面１ａの曲率半径Ｒａより小さくなっていればよい。
ただし、表面５ｃ’’は、このような隙間を形成できる凹面状の湾曲面であれば、球面には限定されない。すなわち、表面５ｃ’’の曲率の大きさが、全体として凸レンズ面１ａの曲率の大きさよりも大きくなっている湾曲面でもよい。
【００５０】
表面５ｃ’’の他の湾曲形状としては、表面５ｃ’’の曲率半径Ｒ５ｃ’’が、凸レンズ面１ａの曲率半径Ｒａと一致している場合を挙げることができる（以下、「密着型湾曲形状」と称する）。
この場合、表面５ｃ’’の全体が、凸レンズ面１ａと同時に密着することが可能であるため、押圧時に面内方向には引張応力が発生しない。
【００５１】
表面５ｃ’’のさらに他の湾曲形状としては、表面５ｃ’’の曲率半径Ｒ５ｃ’’が、凸レンズ面１ａの曲率半径Ｒａよりも大きい場合であって、これらの曲率半径の差が小さい場合の例を挙げることができる（以下、「周縁離間型湾曲形状」と称する）。
この場合、表面５ｃ’’を凸レンズ面１ａに近接させていくと、表面５ｃ’’の中心部から凸レンズ面１ａとの接触が開始され、接触部の外周側でフィルム型５’’が引き伸ばされることにより、凸レンズ面１ａに密着していく。
このとき、フィルム型５’’には接触部の外周側に接触の進行によって変化する引張応力が発生するが、表面５ｃ’’の曲率半径が凸レンズ面１ａの曲率半径に近いほど、発生する引張応力も小さくなるため、引張応力による成形面部５Ａ’’の不均一な変形を低減することができる。
レンズ本体１の大きさや、反射防止部２に求められる形状精度にもよるが、曲率半径Ｒ５ｃ’’の大きさは、曲率半径Ｒａの大きさの０．７倍から１．０倍程度であることが好ましい。
また、表面５ｃ’’が球面でない場合には、凸レンズ面１ａと一部が当接したときに、表面５ｃ’’と凸レンズ面１ａとの間に発生する隙間の最大値を適宜値に設定すればよい。隙間の最大値の許容値としては、レンズ本体１の大きさや、反射防止部２に求められる形状精度にもよるが、例えば、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【００５２】
本実施形態では、表面５ｃ’’の一例として、中央離間型湾曲形状を採用し、凸レンズ面１ａの外縁に表面５ｃ’’の外縁を当接させたときの隙間の最大値ｄ（図６（ｃ）参照）が０．１ｍｍとなるように設定している。
このような表面５ｃ’’を形成するために必要な圧力変化室Ｐの内圧は、例えば、フィルム型５の外縁を固定支持したときに成形面部５Ａに作用する圧力と湾曲形状との関係を、予めシミュレーションや実験を行うなどして求めておけばよい。
以上で、シート状型部材変形工程が終了する。
中央離間型湾曲形状では、隙間の大きさｄが多少変化しても、表面５ｃ’’と凸レンズ面１ａとは外縁部以外で接触しない状態が得られるため、密着型湾曲形状や、周縁離間型湾曲形状に比べると、表面５ｃ’’の湾曲形状のバラツキの許容範囲が大きくなる。
【００５３】
次に、シート状型部材移動工程を行う。本工程は、に示すように、凸レンズ面１ａ上に液状の成形材料であるＵＶ硬化樹脂２０を配置してから（図５（ｂ）参照）、湾曲変形されたフィルム型５’’を、凸レンズ面１ａと近接する位置に相対移動する（図６（ａ）参照）工程である。本実施形態では、凸レンズ面１ａの位置が固定され、微細構造形成用型１０を凸レンズ面１ａに向かって移動させる相対移動を行う。
【００５４】
まず、図５（ｂ）に示すように、本工程に先立って、例えば、切削・研磨、ガラスモールド成形、樹脂成形等の適宜の加工を行って製作したレンズ本体１を、凸レンズ面１ａがフィルム型５の方に向いた姿勢で、表面加工装置５０の保持部３に保持させておく。
次に、凸レンズ面１ａ上に、ＵＶ硬化樹脂２０を配置する。ＵＶ硬化樹脂２０の種類は、本実施形態では、一例として、ＰＡＫ−０２（商品名）を採用している。
ＵＶ硬化樹脂２０は、図５（ｂ）に示すように、中心部に塊状に塗布して、後述するようにフィルム型５を押圧する際に、外周部に塗り拡げられるようにしてもよいし、例えば、スピンコート等によって、予め凸レンズ面１ａの全体にわたって層状に塗布しておいてもよい。
【００５５】
次に、図示略の動作制御部を介して軸移動機構７ｂ（図２参照）を駆動し、図６（ａ）に示すように、移動軸７ａを鉛直下方に移動させ、凸レンズ面１ａの外縁と表面５ｃ’’とが当接するまで、微細構造形成用型１０を下降させる。
本実施形態では、固定部材９の端面９ｄと保持部３の型受け面３ｃとが密着したときに、凸レンズ面１ａの外縁であるレンズ側面１ｃとの境界の角部ｊ（図６（ｂ）参照）と表面５ｃ’’とが当接する位置関係になっている。
このとき、本実施形態では、圧力変化室Ｐの内圧はシート状型部材変形工程と同じ圧力とし、中央離間型湾曲形状を保つようにする。
これにより、図６（ｂ）、（ｃ）に詳細を示すように、角部ｊの内側の凸レンズ面１ａと表面５ｃ’’との間に隙間Ｓが形成される。
本実施形態では、隙間Ｓの高さ寸法は、外周側から中心側に向かうにつれて漸増し、凸レンズ面１ａの中心で、最大値ｄになっている。
ただし、本実施形態では、隙間Ｓの最大値ｄは、ＵＶ硬化樹脂２０の塗布高さよりも低いため、図６（ｃ）に示すように、凸レンズ面１ａの中心部では、ＵＶ硬化樹脂２０がフィルム型５’’によって押圧され、凹穴部５ａ’’内に充填されるとともに、径方向外側に押し広げられる。
以上で、シート状型部材移動工程が終了する。
【００５６】
次に、シート状型部材押圧工程を行う。本工程は、凸レンズ面１ａに近接されたフィルム型５’’を表面５ｃ’’と反対側の裏面５ｄ’’から押圧して、表面５ｃ’’を変形させて凸レンズ面１ａに押しつける工程である。
本実施形態では、図示略の動作制御部が、微細構造形成用型１０の位置を固定した状態で、圧力制御部８（図２参照）を駆動して、図７（ａ）に示すように、圧力変化室Ｐ内に給気して、圧力変化室Ｐ内の圧力を増大させる。
これにより、フィルム型５’’が面内方向に収縮するとともに表面５ｃ’’が凸レンズ面１ａに密着されて、被加工面密着変形状態のフィルム型５’、表面５ｃ’、成形面部５Ａ’が形成される。
その際、表面５ｃ’’と凸レンズ面１ａとに挟まれていたＵＶ硬化樹脂２０は、表面５ｃが、表面５ｃ’’から表面５ｃ’に変形していくにつれて、隙間Ｓが狭まることで外周側に押し広げられていく。このとき、隙間Ｓ内の空気も外周側に押し出されるが、固定部材９の凹溝部９ｃから微細構造形成用型１０の外部に漏出することができるため、ＵＶ硬化樹脂２０は支障なく外周側に移動する。
以上で、シート状型部材押圧工程が終了する。
【００５７】
本実施形態のシート状型部材押圧工程では、表面５ｃを中央離間型湾曲形状の表面５ｃ’’から被加工面密着変形状態の表面５ｃ’に変形させるため、凸レンズ面１ａより表面積が大きなドーム形状とされてから、フィルム型５’’の弾性復元力によって収縮変形する。このため、圧力変化室Ｐの内圧により押圧力が作用していても、表面５ｃ’として凸レンズ面１ａに密着するまでは、凸レンズ面１ａからの反力が作用しないため、面内方向に均等に変形していく。
このため、押圧の過程で、表面５ｃと凸レンズ面１ａとの滑りが発生しにくくなり成形面部５Ａ’の形状精度が良好となる。
【００５８】
この点について、図８（ａ）、（ｂ）に示す比較例と対照して説明する。
この比較例では、図８（ａ）に示すように、フィルム型５を筒状の型保持部材１０６の開口部１０６ａに自然状態のフィルム型５を固定する。そして、図８（ｂ）に示すように、このような平面状のフィルム型５を予め湾曲させることなく、凸レンズ面１ａに押圧していく。
この場合、図８（ｂ）のように、成形面部５Ａの中心部が凸レンズ面１ａに当接して、外周側に当接範囲が拡大するとともに、表面５ｃが凸レンズ面１ａに沿う形状に湾曲される。
このとき、当接部は、押圧力が作用しているため、凸レンズ面１ａからの摩擦力が働いて、面内方向の変形が抑制される。このため、当接部が外周側に広がるほど、より大きな引張応力が作用して引き伸ばされていくことになる。この結果、本実施形態と比べると、成形面部５Ａの外周側で大きなひずみが発生して、密着状態での成形面部５Ａの形状精度が悪化してしまう。
【００５９】
なお、本実施形態でも、シート状型部材変形工程において周縁離間型湾曲形状の表面５ｃ’’とすると、シート状型部材移動工程では、表面５ｃ’’の中心部から凸レンズ面１ａと当接するが、すでに平面状態から略凸レンズ面１ａと同様なドーム状に湾曲されているため、押圧時のひずみは比較例に比べて格段に小さくなり、成形面部５Ａの形状精度を許容範囲に収めることが可能である。
【００６０】
次に、硬化工程を行う。本工程は、フィルム型５’と凸レンズ面１ａとの間に挟まれたＵＶ硬化樹脂２０を硬化させる工程である。
上記シート状型部材押圧工程によって、表面５ｃ’と凸レンズ面１ａとが密着され、それらの間の成形空間には、ＵＶ硬化樹脂２０が充填された状態になっている。
本工程では、図７（ａ）に示すように、圧力変化室Ｐの内圧を保持した状態で、ＵＶ光源４を点灯する。これにより、孔部３ａからレンズ本体１に紫外光が入射し、レンズ本体１の内部から凸レンズ面１ａにＵＶ光が照射される。
この結果、凸レンズ面１ａと成形面部５Ａ’とで挟まれた成形空間に充填されたＵＶ硬化樹脂２０が光硬化し、凸レンズ面１ａ上に反射防止部２が形成される。
ＵＶ硬化樹脂２０の硬化が終了したら、ＵＶ光源４を消灯する。
以上で、硬化工程が終了する。
【００６１】
次に、離型工程を行う。本工程は、ＵＶ硬化樹脂２０の硬化後にフィルム型５’を凸レンズ面１ａから離間させる工程である。
本工程では、図７（ｂ）に示すように、図示略の動作制御部により、型移動部７を駆動して、微細構造形成用型１０を上昇させて、凸レンズ面１ａからフィルム型５’を離型させる。このとき、圧力変化室Ｐの内圧は、フィルム型５が密着型湾曲形状となる程度の内圧以上としておく。これにより、微細構造形成用型１０が上昇するとともに、フィルム型５が下方に押し出されるため、フィルム型’を凸レンズ面１ａの外周側から中心部に向かって徐々に離型させることができる。
このとき、離型する部位では、図９に示すように、フィルム型５が、凸レンズ面１ａから上方に徐々に捲り上げられるように離型する。このため、凸レンズ面１ａの法線方向に突出する突起２ａの突出方向に沿って凹穴部５ａが移動するため、離型抵抗が少なくなる。この結果、突起２ａを変形させたり、破損させたりすることなく離型させることができる。
離型する部位におけるフィルム型５の捲れ上がる形状は、微細構造形成用型１０の移動位置と、圧力変化室Ｐの内圧との関係によって決まるため、微細構造形成用型１０の上昇とともに、徐々に圧力変化室Ｐの内圧を増大させることにより、さらに円滑な離型が可能となる。
【００６２】
このようにして、凸レンズ面１ａから、フィルム型５が離間したら、離型工程が終了する。
これにより、凸レンズ面１ａ上に反射防止部２が形成されたレンズ１Ａが製造される。
【００６３】
さらに、凸レンズ面１ｂに反射防止部２を形成する場合には、必要に応じてフィルム型５を、凸レンズ面１ｂを成形するための他のフィルム型５と交換して、上記と同様の工程を繰り返す。ただし、フィルム型５は弾性体からなるため、凸レンズ面１ｂの曲率が、凸レンズ面１ａとあまり変わらない場合には、凸レンズ面１ａと同じ形状のフィルム型５を用いることも可能である。
このようにして、レンズ１Ａを製造することができる。
【００６４】
本実施形態の表面形状の成形方法によれば、微細構造形成用型１０およびこれを挿着した表面加工装置５０を用いることにより、シート状の弾性体からなるフィルム型５を被加工面である凸レンズ面１ａの湾曲形状に合わせて湾曲変形させる。その後、凸レンズ面１ａに押しつけて複数の凹凸形状による微細構造である反射防止部２の成形を行うため、湾曲している被加工面に複数の凹凸形状による微細構造を精度よく形成することができる。
【００６５】
また、微細構造形成用型１０は、弾性体からなるフィルム型５と、フィルム型５を湾曲させる圧力変化室Ｐを有する型保持部材６とを備えるため、自然状態で平面上のシート部材により、種々の曲率を有する被加工面に、微細構造を形成することができる。
このため、フィルム型５は、例えば異方性エッチングなどによって一方向から、全面を加工することができる。この結果、曲面に形成する場合に比べて、成形面部５Ａを容易、かつ効率的に形成することができる。
このように、フィルム型５は、決まった曲率を有する曲面型に比べて、製造が容易であり、汎用性も高めることができる。
【００６６】
また、微細構造形成用型１０は、弾性体からなるフィルム型５を用いることにより、フィルム型５を湾曲させることで、種々の曲率を有する被加工面に、例えば、その法線方向に突出する突起を含む微細構造を容易に形成することができる。また、離型時に、フィルム型５を変形させながら離型することで、個々の微細構造に対して離型方向を変えて離型させることができるため、湾曲した被加工面の法線方向等に突出する微細構造を変形させたり、破損したりすることなく、離型させることができる。
このため、形状精度が良好な微細構造を形成することができ、例えば、反射防止構造等の光学特性を発揮させる光学素子の微細構造の形成に特に好適となる。
【００６７】
［第１変形例］
本実施形態の第１変形例の表面形状の成形方法について説明する。
図１０（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の表面形状の成形方法によって製造された光学素子の構成の一例を示す模式的な平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）におけるそのＧ−Ｇ断面図である。図１０（ｃ）、（ｄ）は、図１０（ｂ）におけるｍ部詳細図、およびｎ部詳細図である。図１１は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の微細構造形成用型を含む表面加工装置の模式的な構成図である。
【００６８】
本変形例は、被加工面が凹面の場合の表面形状の成形方法であり、上記第１の実施形態の表面加工装置５０を用いて行うことができる。
以下では、一例として、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、被加工体がレンズ本体２１（光学素子基材）であり、微細構造が上記第１の実施形態と同様の反射防止部２であるとして、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
すなわち、本変形例では、レンズ本体２１に反射防止部２を形成して、光学素子であるレンズ２１Ａを製造する場合の例で説明する。
【００６９】
レンズ本体２１は、曲率半径Ｒａ、レンズ径がＤ１の凹球面からなる凹レンズ面２１ａ（湾曲している光学面）と、平面からなる平レンズ面２１ｂとを備える単玉の凹平レンズである。レンズ本体２１の凹レンズ面２１ａの外周側には、平レンズ面２１ｂに平行な平面部２１ｄが形成され、これら平面部２１ｄ、平レンズ面２１ｂの外周にレンズ側面２１ｃが形成されている。
本変形例の反射防止部２は、上記第１の実施形態と同様な突起２ａが、凹レンズ面２１ａに形成された点のみが異なり、各突起２ａの形状と配列ピッチは、上記第１の実施形態と同様である。すなわち、突起２ａは、底面の直径がｄｔ、高さがｈｔの円錐形状であり、各突起２ａ間の隣接ピッチは、ｐｔである。
レンズ本体２１の材質は、ガラスでも合成樹脂でもよい。また、凹レンズ面２１ａ、平レンズ面２１ｂの形成方法は、研磨でもよいし成形でもよい。
【００７０】
本変形例の表面加工装置５０は、図１１に示すように、上記第１の実施形態と同様の構成を有しており、被加工面が凹レンズ面２１ａであることに対応して、フィルム型５を凸面に湾曲させる点のみが異なる。
ただし、本変形例のフィルム型５の成形面部５Ａは、凹レンズ面２１ａに対する被加工面密着変形状態において、反射防止部２の各突起２ａの凹凸を反転した形状に形成される。凸レンズ面１ａと凹レンズ面２１ａとは曲率半径の大きさが等しいため、本変形例の成形面部５Ａの各凹穴部５ａの開口径がわずかに小さいだけで、略同じ形状である。
【００７１】
次に、本変形例の表面形状の成形方法について説明する。
図１２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材移動工程を示す模式的な工程説明図である。図１２（ｂ）、（ｃ）は、図１２（ａ）におけるｓ部詳細図、およびｒ部詳細図である。図１３は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材押圧工程を示す模式的な工程説明図である。
【００７２】
本変形例の表面形状の成形方法は、まず、本変形例の形状の成形面部５Ａを有するフィルム型５を製作した後、上記第１の実施形態と略同様に、シート状型部材配置工程、シート状型部材変形工程、シート状型部材移動工程、シート状型部材押圧工程、硬化工程、および離型工程を、この順に行う方法である。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７３】
本変形例のシート状型部材配置工程は、上記第１の実施形態のシート状型部材配置工程と同様の工程である。これにより、図１１において二点鎖線で示すフィルム型５を含む微細構造形成用型１０が形成される。
【００７４】
本変形例のシート状型部材変形工程は、図１１に示すように、押圧前変形状態のフィルム型５’’の表面５ｃ’’が凸面になる点が、上記第１の実施形態とは異なる。
このため、本変形例では、圧力制御部８から給気し、圧力変化室Ｐの内圧を大気圧よりも高めることで、凸のドーム状の表面５ｃ’’を形成する。
本変形例の表面５ｃ’’の形状は、中央離間型湾曲形状、密着型湾曲形状、周縁離間型湾曲形状のいずれでもより。本変形例におけるこれらの形状は、上記第１の実施形態の説明から容易に理解することができるため、一例として本変形例の中央離間型湾曲形状について説明する。
【００７５】
本変形例の中央離間型湾曲形状は、凹レンズ面２１ａの外縁に、表面５ｃ’’を当接させたときに、この当接部を除く凹レンズ面２１ａと表面５ｃ’’との間がりかんすることにより、隙間ができる形状である。本変形例の場合、フィルム型５は、自然状態の平面形状から、引き伸ばされて湾曲形状が形成され、凹レンズ面２１ａに向かって押圧される前にフィルム型５’’は、凹レンズ面２１ａとの円状の当接部を除いて凹レンズ面２１ａから離間されている。
ただし、本変形例では、表面５ｃ’’の表面積は凹レンズ面２１ａの表面積より小さくなっているため、押圧時には面内方向に引き伸ばされる変形が生じ、フィルム型５’’には引張応力が発生する。しかしながら、このような引張応力が発生しても、フィルム型５’’は、凹レンズ面２１ａの上方の空間で、凹レンズ面２１ａと接触することなく引き伸ばされて凹レンズ面２１ａに接近していくことができるため、きわめて円滑に凹レンズ面２１ａと密着することができる。
表面５ｃ’’と凹レンズ面２１ａとの間に形成される隙間は、外縁側から中心側に向かって漸増することがより好ましいこと、また、隙間の最大値が、例えば、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にとどめることが好ましいことは、上記第１の実施形態と同様である。
【００７６】
次に、変形例のシート状型部材移動工程を行う。
本工程では、図１１に示すように、保持部３にレンズ本体２１を保持させて、凹レンズ面２１ａ上にＵＶ硬化樹脂２０を配置する。
次に、図１２（ａ）に示すように、湾曲変形されたフィルム型５’’を、凸レンズ面１ａと近接する位置に移動し、凹レンズ面２１ａの外縁である平面部２１ｄとの境界の角部ｕ（図１２（ｂ）参照）と、表面５ｃ’’とが当接するまで、微細構造形成用型１０を下降させる。
本変形例では、固定部材９の端面９ｄと保持部３の型受け面３ｃとが密着したときに、角部ｕと表面５ｃ’’とが当接する位置関係になっており、角部ｕの内側の凹レンズ面２１ａと表面５ｃ’’との間に隙間Ｓが形成される。本変形例の隙間Ｓの高さ寸法は、外周側から中心側に向かうにつれて漸増し、凹レンズ面２１ａの中心で、上記第１の実施形態と同様に最大値ｄになっている。
以上で、シート状型部材移動工程が終了する。
【００７７】
次に、図１３に示すように、本変形例のシート状型部材押圧工程、硬化工程を行う。これらの工程は、上記第１の実施形態と同様の工程である。
【００７８】
次に、本変形例の離型工程を行う。本工程では、微細構造形成用型１０を上昇させるとともに、圧力変化室Ｐから排気して減圧していく。
これにより、フィルム型５は、外周側からすぼむように変形するため、同一の湾曲形状が平行移動するのとは異なり、凹レンズ面２１ａの外周側から上方に徐々に捲り上げられるように離型する。このため、上記第１の実施形態と同様に、凹レンズ面２１ａの法線方向に突出する突起２ａの突出方向に略沿って凹穴部５ａが移動するため、離型抵抗が少なくなる。この結果、突起２ａを変形させたり、破損させたりすることなく離型させることができる。
【００７９】
このようにして、離型工程が終了すると、図１０（ａ）、（ｂ）に示すような、凹レンズ面２１ａ上に反射防止部２が形成されたレンズ２１Ａが製造される。
なお、本変形例では、簡単のため、凹レンズ面２１ａの曲率半径がＲａの場合の例で説明したが、凹レンズ面２１ａの曲率半径はＲａには限定されず、形状が異なる凹面であっても、反射防止部２を形成することができる。
【００８０】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例の微細構造形成用型について説明する。
図１４は、本発明の第１の実施形態の第２変形例の微細構造形成用型の構成を示す模式的な断面図である。図１５（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の第２変形例の微細構造形成用型の製造工程を示す模式的な工程説明図である。
【００８１】
本変形例の微細構造形成用型３０は、上記第１の実施形態の微細構造形成用型１０の固定部材９に代えて、固定部材３９を備える。
固定部材３９は、型保持部材６の下端部に着脱可能に固定された環状部材であり、固定部材９と同様に内周部に雌ねじ部９ｅを有し、雌ねじ部９ｅを型保持部材６の雄ねじ部６ｅに螺合したときに、下端側となる端部に、中心軸線Ｚと直交する平面で構成された固定面３９ａが形成されている。
固定面３９ａの平面視形状は、フィルム型５の被固定部５Ｂと同様な大きさを有する円環状とされている。
微細構造形成用型３０では、フィルム型５は、裏面５ｄ側の被固定部５Ｂが固定面３９ａに接着されることにより、中心軸線Ｚと直交する平面に整列された状態で、固定部材３９と固定されている。
このため、フィルム型５は、固定部材３９を型保持部材６に対して着脱することで、固定部材３９とともに着脱することができる。
【００８２】
固定部材３９に固定されたフィルム型５は、上記第１の実施形態と同様に自然状態で固定してもよいが、初期張力を与えて、自然状態から面内方向に引き伸ばした状態で固定することが可能である。
初期張力を与えて変形させた状態を初期変形状態と称し、各部の符号に「’’’」を付して表すと、初期変形状態の成形面部５Ａ’’’の形状は、面内方向に引き伸ばされた形状になっている。また、初期張力の大きさに応じて、フィルム型５のみかけ上の曲げ剛性が大きくなっている。
このように、初期変形状態では、自然状態の成形面部５Ａが成形面部５Ａ’’’に変化するため、初期変形状態から被加工面密着状態を形成すると、反射防止部２の形状を変化させることができる。このため、フィルム型５は、反射防止部２の形状に近い他の反射防止部の成形にも用いることができるため、フィルム型５の汎用性が向上する。
また、初期張力を与えることにより、被加工面の曲率半径が大きく平面に近いような場合でも、フィルム型５の変形状態の曲率を微小変化させやすくなる。
【００８３】
このような微細構造形成用型３０を製造するには、図１５（ａ）に示すように、固定面３９ａの外径よりも大きな外径を有するシート部材３５の中心部に成形面部５Ａを形成する。
次に、シート部材３５の外周部を径方向外側に引っ張って張力Ｔを与えて、初期変形状態の成形面部５Ａ’’を形成する。
次に、図１５（ｂ）に示すように、このシート部材３５の成形面部５Ａ’’’の外周側の裏面を固定部材３９の固定面３９ａに接着して固定し、固定後に、固定面３９ａの外方に突出した部分を切断して除去する。
次に、このようにフィルム型５’’’が固定された固定部材３９を、型保持部材６の雄ねじ部６ｅに螺合して固定する。
このようにして、微細構造形成用型３０が製造される。
【００８４】
［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例の表面形状の成形方法について説明する。
図１６は、本発明の第１の実施形態の第３変形例の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程を示す模式的な工程説明図である。
【００８５】
本変形例の表面形状の成形方法は、上記第１の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程の変形例である。
本変形例のシート状型部材変形工程では、フィルム型５を加熱によって軟化する樹脂材料で形成しておき、図１６に示すように、圧力制御部８によって圧力変化室Ｐの内圧を低減する際、フィルム型５の下方にヒータ４０を配置して、フィルム型５を加熱する。
これにより、フィルム型５が軟化するため、変形が容易となる。
【００８６】
図１６は模式図のため、ヒータ４０を板状に形成しているが、これは一例であって、ヒータ４０の形状は特に限定されない。
また、ヒータ４０の温度分布は、必要に応じて適宜の温度分布に設定することができる。
例えば、フィルム型５の全面を均一に加熱するようにしてもよいし、温度分布を持たせることにより、フィルム型５の軟化度合いを場所によって変えてもよい。
このように、ヒータ４０の温度分布を適宜調整することで、フィルム型５の剛性を部分的に変化させることができるため、圧力変化室Ｐの内圧が一定であっても、押圧前変形状態の成形面部５Ａ’’の形状を適宜形状に変形することができる。
例えば、被加工面が非球面形状を有しているため、成形面部５Ａ’’の中心部の曲率を外周部の曲率に比べて大きくする必要がある場合、フィルム型５の中心部に対向するヒータ４０の温度を、高めに設定することで、成形面部５Ａ’’’の中心部の曲率を大きくすることが可能である。
【００８７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の表面形状の成形方法および微細構造形成用型について説明する。
図１７は、本発明の第２の実施形態の微細構造形成用型の模式的な構成図である。
【００８８】
図１７に示すように、本実施形態の表面形状の成形方法に用いる表面加工装置６０は、上記第１の実施形態の表面加工装置５０の微細構造形成用型１０、型移動部７、圧力制御部８に代えて、微細構造形成用型７０、型移動部７７、変形制御軸７８（シート状型部材変形部）を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８９】
微細構造形成用型７０は、上記第１の実施形態の型保持部材６に代えて、型保持部材７６を備える。
型保持部材７６は、型保持部材６の流通孔部６ｄに代えて、変形制御軸７８を挿通させる貫通孔７６ｄを備える。本実施形態では、型保持部材７６の内部空間は、フィルム型５および変形制御軸７８が移動可能な空間として機能し、圧力変化室Ｐの機能は有していない。
【００９０】
型移動部７７は、上記第１の実施形態の型移動部７の管路７ｃが削除され、軸移動機構７ｂに代えて、軸移動機構７７ｂを備えたものである。
移動軸７ａは、上記第１の実施形態と同様に、型保持部材７６の上面６ｆに接続されている。ただし、本実施形態の移動軸７ａの内部には、変形制御軸７８を鉛直軸に沿って移動可能に挿通させるため、型保持部材７６の穴底面６ｂに貫通する軸孔部７７ｃが設けられている。
軸移動機構７７ｂは、上記第１の実施形態の軸移動機構７ｂと同様に移動軸７ａを鉛直軸に沿って進退させるとともに、変形制御軸７８を移動軸７ａと独立して鉛直軸に沿って進退させるものである。
【００９１】
変形制御軸７８は、金属の軸部材からなり一方の端部が軸移動機構７７ｂと連結された駆動軸部７８ａと、駆動軸部７８ａの他方の端部に接続された弾性体からなる押圧部７８ｂとを備える軸状部材である。
駆動軸部７８ａは、移動軸７ａの軸孔部７７ｃに挿通され、これにより、鉛直軸に沿って進退可能に支持されている。
押圧部７８ｂは、下端部において、型保持部材６に固定されたフィルム型５の裏面５ｄと接着されている。
【００９２】
次に、表面加工装置６０を用いた本実施形態の表面形状の成形方法について、上記第１の実施形態と同様に、レンズ本体１に反射防止部２を形成して、光学素子であるレンズ１Ａを製造する場合の例で説明する。
図１８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態の表面形状の成形方法のシート状型部材変形工程、およびシート状型部材押圧工程を示す模式的な工程説明図である。
【００９３】
本実施形態の表面形状の成形方法は、フィルム型５を製作した後、上記第１の実施形態と略同様に、シート状型部材配置工程、シート状型部材変形工程、シート状型部材移動工程、シート状型部材押圧工程、硬化工程、および離型工程を、この順に行う方法である。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９４】
本実施形態のシート状型部材配置工程は、上記第１の実施形態のシート状型部材配置工程と同様の工程である。
【００９５】
本実施形態のシート状型部材変形工程は、図１８（ａ）に示すように、変形制御軸７８を駆動して、押圧前変形状態のフィルム型５’’を形成する点が、上記第１の実施形態と異なる。
すなわち、図示略の動作制御部が、型移動部７７の軸移動機構７７ｂを駆動して、変形制御軸７８を上昇させる。これにより変形制御軸７８の下端部の押圧部７８ｂが引き上げられ、押圧部７８ｂと接着されたフィルム型５の中心部が上方に引っ張られることにより、フィルム型５が変形し、フィルム型５’’が形成される。
本実施形態では、フィルム型５に作用する外力は、押圧部７８ｂから作用するため、表面５ｃ’’は、上記第１の実施形態と同じ形状にはならないが、中央離間型湾曲形状、周縁離間型湾曲形状が可能である。
【００９６】
次に、本実施形態のシート状型部材移動工程を行う。
本工程では、図示略の動作制御部が、型移動部７７の軸移動機構７７ｂを駆動して、変形制御軸７８の位置を型保持部材７６に対して固定した状態で、型保持部材７６を下降させる。型保持部材７６を下降させる位置は、上記第１の実施形態と同様である。
【００９７】
次に、図１８（ｂ）に示すように、本実施形態のシート状型部材押圧工程を行う。
本工程では、図示略の動作制御部が、型移動部７７の軸移動機構７７ｂを駆動して、型保持部材７６の位置を固定して、変形制御軸７８のみを下降させる。
これにより、押圧前変形状態の表面５ｃ’’は、被加工面密着変形状態の表面５ｃ’に変形して、表面５ｃ’が凸レンズ面１ａに密着する。
さらに、変形制御軸７８を下降させると、押圧部７８ｂが圧縮されてフィルム型５の中心部の裏面５ｄに押圧力が伝達される。この押圧力は、表面５ｃ’’と凸レンズ面１ａの中心部に挟まれていたＵＶ硬化樹脂２０を外周側に押し出して、表面５ｃ’と凸レンズ面１ａとを確実に密着させるために加える。したがって、変形制御軸７８の下降量は、押圧部７８ｂの弾性係数を考慮して、成形面部５Ａ’の形状精度が悪化しないような押圧力が作用するように制御する。
このような押圧過程では、押圧部７８ｂと接触していない裏面５ｄには外力が作用しない。ただし、押圧前変形状態では、フィルム型５’’は自然状態の成形面部５Ａに対して面内方向に引き伸ばされた状態であるため、変形制御軸７８が下降してもフィルム型５’’の弾性復元力によって、面内方向に収縮する。したがって表面５ｃ’の形成には支障を来すことはない。
【００９８】
次に行う本実施形態の硬化工程は、上記第１の実施形態と同様の工程である。
次に、本実施形態の離型工程を行う。本工程では、図示略の動作制御部が、型移動部７７の軸移動機構７７ｂを駆動して、型保持部材７６を上昇させるとともに、型保持部材７６に対して変形制御軸７８を下降させることにより、変形制御軸７８の凸レンズ面１ａに対する位置関係を保持した状態で、型保持部材７６のみを上昇させる。
これにより、型保持部材７６に固定されたフィルム型５は、相対的に下方に突出される状態になるため、上記第１の実施形態と同様にして、硬化工程で形成された反射防止部２の外周側から中心側に向かって離型が進行する。
押圧部７８ｂの外周側まで離型が進んだら、軸移動機構７７ｂは、型保持部材７６ととともに変形制御軸７８も上昇させることにより、凸レンズ面１ａの表面を完全に離型させる。
この結果、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、突起２ａを変形させたり、破損させたりすることなく離型させることができる。
【００９９】
なお、上記の各実施形態、各変形例の説明では、一例として、被加工体が光学素子基材であり、被加工面である光学面が、凸球面、凹球面の場合の例で説明したが、被加工体は、光学素子基材に限定されるものではない、また、被加工面は、球面には限定されず、例えば、軸対称非球面、回転楕円面、アナモフィック面、自由曲面などでもよい。
【０１００】
また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、光学素子基材がレンズの場合の例で説明したが、本発明の表面形状の成形方法によって製造される光学素子は、レンズには限定されない。例えば、ミラー、プリズム、フィルタなどの光学素子でもよい。
【０１０１】
また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、微細構造が、円錐状の突起２ａによる反射防止部２である場合の例で説明したが、反射防止構造を形成するには、レンズ表面の近傍で屈折率が変化する形状であればよく、円錐状に限らず、三角錐状、四角錐状等の錘体を好適に採用することができる。
【０１０２】
また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、微細構造が反射防止構造の場合の例で説明したが、微細構造は、ナノインプリント技術によって形成される凹凸形状であれば、錘体には限定されず、例えば、円柱、円柱穴、錘体の反転した穴形状、釣り鐘型等の凹凸形状を採用することができる。
このため、微細構造は、反射防止構造には限定されない
【０１０３】
また、上記の各実施形態、各変形例の説明では、表面加工装置のＵＶ光源４がレンズ１Ａを挟んで、微細構造形成用型と反対側に配置された場合の例で説明したが、型保持部材やシート状型部材を光透過性の材料で形成し、これらを通して、ＵＶ光を照射できる位置にＵＶ光源４を配置することが可能である。
例えば、ＵＶ光源４を型保持部材６の内部に配置して、フィルム型５の裏面５ｄ側からＵＶ光を照射してもよい。
【０１０４】
また、上記各実施形態、各変形例の説明では、光学素子基材を固定して微細構造形成用型を移動させる場合の例で説明したが、移動軸７ａを固定軸に置き換え、保持部３を微細構造形成用型に対して進退する移動機構を設けてもよい。
また、微細構造形成用型および保持部３をそれぞれ移動可能に支持し、これら両方が移動する構成としてもよい。
【０１０５】
また、上記第２の実施形態の説明では、変形制御軸７８がフィルム型５の中心部に１本だけ設けられた場合の例で説明したが、これは一例であって、変形制御軸７８は、適宜の位置に配置することが可能であり、本数も２本以上の適宜の本数を設けることが可能である。
このように、複数の変形制御軸７８を設けることにより、押圧前変形状態の湾曲形状をより細かく制御することができるため、より多様な被加工面の形状に対応することが可能となる。
【０１０６】
また、上記第１の実施形態の説明では、圧力変化室Ｐの内圧を変化させるために空気圧を用いた場合の例で説明したが、圧力変化室Ｐに液状の流体を満たすことにより圧力を調整し、これによりフィルム型５を変形させる構成も可能である。
【０１０７】
また、上記第２の実施形態の説明では、フィルム型５が型保持部材７６の開口６ａを塞ぐように固定された場合の例で説明したが、第２の実施形態では、圧力変化室を形成しなくてもよいため、フィルム型５は、外周の一部が型保持部材７６に固定された形状としてもよい。
【０１０８】
また、上記の実施形態、各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第１の実施形態のように、フィルム型５を型保持部材６と固定部材９とで挟んで固定する際、上記第２変形例のように、フィルム型５を引き伸ばして、初期変形状態としてから固定してもよい。
また、例えば、上記第３変形例のヒータ４０を、上記第２変形例の初期変形状態を形成する際に併用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１、２１  レンズ本体（被加工体、光学素子基材）
１Ａ、２１Ａ  レンズ（光学素子）
１ａ、１ｂ  凸レンズ面（被加工面、湾曲している光学面）
２  反射防止部（微細構造、反射防止構造）
２ａ  突起（錘体）
３  保持部
４  ＵＶ光源
５、５’、５’’、５’’’  フィルム型（シート状型部材）
５Ａ、５Ａ’、５Ａ’’、５Ａ’’’  成形面部
５Ｂ  被固定部
５ａ、５ａ’、５ａ’’  凹穴部
５ｃ、５ｃ’、５ｃ’’、５ｃ’’’  表面
６、７６  型保持部材
６ａ  開口
６ｅ  内壁面
７、７７  型移動部
８  圧力制御部（シート状型部材変形部）
９、３９  固定部材
１０、３０、７０  微細構造形成用型
２０  ＵＶ硬化樹脂（成形材料）
２１ａ  凹レンズ面（被加工面、湾曲している光学面）
４０  ヒータ
５０、６０  表面加工装置
７８  変形制御軸（シート状型部材変形部）
Ｃ、Ｚ  中心軸線
Ｎ  法線
Ｏ  光軸
Ｐ  圧力変化室
Ｓ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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